NASA/ESA/CSA/BEZANSON ET AL. 2024 AND WOLD ET AL.
MADRID, 12 jun. (EUROPA PRESS) -
Os astrônomos identificaram dezenas de pequenas galáxias que desempenharam um papel fundamental na transformação cósmica que transformou o universo primitivo no que conhecemos hoje.
"Em termos de produção de luz ultravioleta, essas pequenas galáxias superam em muito suas capacidades", disse Isak Wold, pesquisador do Goddard Space Flight Center da NASA, que liderou uma equipe que baseou sua pesquisa em dados do Telescópio Espacial James Webb.
"Nossa análise dessas galáxias minúsculas, porém poderosas, é dez vezes mais precisa do que os estudos anteriores e mostra que elas existiam em número suficiente e continham energia ultravioleta suficiente para impulsionar essa renovação cósmica.
Wold apresentou suas descobertas na quarta-feira, na 246ª reunião da Sociedade Astronômica Americana. O estudo aproveitou as imagens existentes obtidas pelo instrumento NIRCam (Near Infrared Camera, câmera de infravermelho próximo) do Webb, bem como novas observações feitas com o instrumento NIRSpec (Near Infrared Spectrograph, espectrógrafo de infravermelho próximo).
As minúsculas galáxias foram descobertas por meio da análise cuidadosa das imagens do Webb capturadas como parte do programa de observação UNCOVER (Ultra-deep NIRSpec and NIRCam observations before the Reionisation Epoch).
O projeto mapeou um aglomerado de galáxias gigantes conhecido como Abell 2744, apelidado de aglomerado de Pandora, localizado a cerca de 4 bilhões de anos-luz de distância, na constelação sul do Escultor. A massa do aglomerado forma uma lente gravitacional que amplia fontes distantes, estendendo o alcance já considerável do Webb.
Durante grande parte do seu primeiro bilhão de anos, o universo esteve imerso em uma névoa de gás hidrogênio neutro. Hoje, esse gás está ionizado, destituído de seus elétrons. Os astrônomos, que chamam essa transformação de reionização, há muito tempo se perguntam que tipos de objetos são os principais responsáveis: grandes galáxias, pequenas galáxias ou buracos negros supermassivos em galáxias ativas. Como um de seus principais objetivos, o Telescópio Espacial Webb da NASA foi projetado especificamente para abordar as principais questões sobre essa importante transição na história do universo.
PAPEL CRUCIAL
Estudos recentes mostraram que galáxias pequenas e formadoras de estrelas podem ter desempenhado um papel crucial. Essas galáxias são raras atualmente, representando apenas cerca de 1% das galáxias ao nosso redor. No entanto, elas eram abundantes quando o universo tinha cerca de 800 milhões de anos, uma época que os astrônomos chamam de redshift 7, quando a reionização estava em pleno andamento.
A equipe procurou galáxias pequenas com a idade cósmica correta que mostrassem sinais de formação estelar extrema, conhecida como explosões estelares, nas imagens NIRCam do aglomerado.
"As galáxias de baixa massa concentram menos gás hidrogênio neutro ao seu redor, o que facilita a saída de luz ultravioleta ionizante", explicou o coautor e cientista da Goddard, James Rhoads, em um comunicado. "Da mesma forma, episódios de explosões estelares não apenas produzem luz ultravioleta abundante, mas também criam canais na matéria interestelar da galáxia que facilitam o fluxo de saída dessa luz.
Os astrônomos procuraram fontes intensas de um comprimento de onda específico de luz que indica a presença de processos de alta energia: uma linha verde emitida por átomos de oxigênio que perderam dois elétrons. Originalmente emitido como luz visível no início do cosmos, o brilho verde do oxigênio duplamente ionizado se espalhou para o infravermelho à medida que atravessava o universo em expansão e, por fim, alcançou os instrumentos do telescópio Webb.
SURTOS DE FORMAÇÃO EM 83 GALÁXIAS PEQUENAS
Essa técnica revelou 83 galáxias pequenas com explosões de formação estelar, que apareceram quando o universo tinha 800 milhões de anos, ou cerca de 6% de sua idade atual de 13,8 bilhões de anos. A equipe selecionou 20 delas para uma inspeção mais detalhada usando o NIRSpec.
"Essas galáxias são tão pequenas que, para construir a massa estelar equivalente à nossa galáxia Via Láctea, seriam necessárias entre 2.000 e 200.000 delas", disse Malhotra. "Mas podemos detectá-las graças à nossa nova técnica de seleção de amostras combinada com lentes gravitacionais.
Tipos semelhantes de galáxias no universo atual, como ervilhas verdes, liberam cerca de 25% de sua luz ultravioleta ionizante no espaço circundante. Se as galáxias de explosão de formação de estrelas de baixa massa exploradas por Wold e sua equipe liberassem uma quantidade semelhante, elas poderiam ser responsáveis por toda a luz ultravioleta necessária para converter o hidrogênio neutro do universo em sua forma ionizada.
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