Em julho, astrônomos em dados do telescópio James Webb encontraram várias galáxias que eram candidatas ao título de mais distantes do universo.
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Mas novas pesquisas mostraram que elas podem nos “enganar”. Enquanto os pesquisadores esperavam por mais observações, o debate se intensificou.
CEERS-DSFG-1 Galaxy
Uma equipe de astrônomos liderada por Callum Donnan da Universidade de Edimburgo encontrou uma galáxia chamada CEERS-DSFG-1 nas imagens do Webb.
Que está no redshift candidato em torno de 18. É apenas 220 milhões de anos após o Big Bang. Os outros cinco parecem ter um redshift maior que 12.
Redshift é o resultado da expansão do universo, que separa as galáxias mais rápido que a luz.
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Isso faz com que as ondas eletromagnéticas distantes na galáxia se “estiquem” como uma mola.
Como resultado, a frequência e a energia dos fótons (partículas que compõem a luz) diminuem à medida que o comprimento de onda da luz aumenta nessas galáxias.
O resultado é que quanto mais a luz viaja, mais tempo ela permanece e, portanto, é mais vermelha.
Quando os astrônomos encontram uma galáxia muito avermelhada, eles imediatamente assumem que ela pode estar muito longe.
Existem outros critérios a serem considerados ao calcular as distâncias, mas a cor geralmente é um bom indicador.
Aparentemente, isso pode ser um sinal perigoso de acordo com artigos publicados recentemente.
Uma equipe liderada por Jorge Zavala do Observatório Astronômico Nacional do Japão usou o telescópio submilimétrico NOEMA (Northern Extended Millimeter Array).
Na França para determinar se a galáxia CEERS-DSFG-1 contém muita poeira.
O resultado foi uma quantia muito significativa.
O Telescópio Espacial James Webb (JWST) vem revolucionando a astronomia ao identificar algumas das galáxias mais distantes já observadas no universo. Lançado em dezembro de 2021, o JWST foi projetado para captar luz infravermelha com altíssima sensibilidade, permitindo que cientistas estudem objetos que estavam fora do alcance dos telescópios anteriores, como Hubble e Spitzer. Essas observações são fundamentais para compreender a formação das primeiras galáxias, a evolução do cosmos e a história das estrelas e da matéria no universo primitivo.
Descobertas de galáxias distantes
Uma das conquistas mais impressionantes do James Webb é a detecção de galáxias formadas apenas alguns milhões de anos após o Big Bang, há mais de 13 bilhões de anos. Entre os destaques estão:
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GLASS-z13 e GLASS-z11: essas galáxias foram observadas em estudos que combinam imagens infravermelhas e técnicas de lentes gravitacionais. Elas estão entre as mais antigas já identificadas, oferecendo informações sobre a formação de estrelas e a evolução inicial do universo.
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CEERS-93316: uma galáxia descoberta pelo programa CEERS, que parece ter se formado apenas 235 milhões de anos após o Big Bang. Essa descoberta desafia modelos teóricos que estimavam que galáxias tão antigas seriam raras e pouco massivas.
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MACS0647-JD: observada em estudos anteriores, mas com o JWST foi possível detalhar sua estrutura e idade, revelando uma formação estelar mais rápida do que o previsto.
Essas observações não só empurram os limites do universo observável, mas também ajudam a entender como galáxias começaram a se organizar em aglomerados e superaglomerados, formando a grande teia cósmica que conhecemos hoje.
Importância científica das descobertas
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Entendimento da evolução cósmica
Observar galáxias tão distantes permite que astrônomos estudem o universo em seus estágios iniciais. Isso ajuda a identificar quando começaram as primeiras gerações de estrelas e como a matéria se condensou para formar galáxias maiores. -
Testando modelos teóricos
Algumas das galáxias observadas pelo JWST são mais massivas e estruturadas do que modelos prévios previam para aquela época do universo. Isso força os cientistas a revisar teorias sobre a formação galáctica e a evolução da matéria. -
Exploração de atmosferas e composição química
Embora ainda seja mais difícil analisar galáxias tão distantes em detalhe químico, o JWST já está permitindo identificar sinais de elementos como oxigênio e carbono em regiões estelares, oferecendo pistas sobre a formação das primeiras estrelas e planetas.
Tecnologia por trás do James Webb
O sucesso na observação de galáxias distantes se deve a várias inovações do JWST:
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Espelho primário de 6,5 metros: capaz de captar muito mais luz do que qualquer telescópio espacial anterior.
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Sensores infravermelhos avançados: permitem ver através de poeira cósmica e detectar objetos extremamente distantes, cuja luz foi esticada para o infravermelho devido à expansão do universo.
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Órbita no ponto L2: mantém o telescópio longe das interferências térmicas da Terra, garantindo maior sensibilidade e estabilidade para observações longas.
A poeira formada no ciclo de nascimento e morte das estrelas absorve os comprimentos de onda mais curtos e azuis da luz galáctica.
Permitindo que apenas as frequências vermelhas passem.
Isso significa que uma galáxia empoeirada pode imitar o avermelhamento de uma galáxia em um redshift mais alto.
A equipe de Zavala calculou que o redshift do CEERS-DSFG-1 relatado uma vez foi de apenas 5, o que significa 1,3 bilhão de anos após o Big Bang.
Portanto, estaria longe de registros.
CEERS-93316 Galáxia
Outra fraude suspeita é a galáxia CEERS-93316, que já havia sido calculada com um desvio para o vermelho de 16,7.
O que significa apenas 250 milhões de anos após o Big Bang. Callum Donnan, que liderou a equipe que descobriu esta galáxia, discorda da avaliação de Zavala.
“As soluções de redshift empoeiradas têm sido uma preocupação”, disse ele, acrescentando que sua equipe está investigando essa possibilidade.
De acordo com Donnan, é improvável que a CEERS-93316 seja uma galáxia empoeirada de baixo desvio.
Para o vermelho porque “tem um continuum azul ultravioleta e nenhuma detecção significativa em comprimentos de onda submilimétricos”.
Existem observações em comprimentos de onda submilimétricos que suportam a conclusão de que a galáxia está se deslocando para o vermelho 5, diz Zavala.
Outro grupo, liderado por Rohan Naidu, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, concordou com Zavala.
Para chegar à mesma conclusão, Naidu fez observações com o CEERS-93316 de uma região do céu onde 5 outras galáxias apresentam desvios para o vermelho próximos.
Este aglomerado de galáxias forma um pró-aglomerado muito jovem centrado em CEERS-93316.
Portanto, a equipe de Naidu levanta a hipótese de que esta galáxia, com um redshift padrão de 16,7.
Faz parte desse aglomerado de galáxias em expansão, levando-o ao redshift 5.
Somente novas observações podem fazer conclusões mais precisas.
Os pesquisadores estão agora aguardando medições espectroscópicas dos desvios.
Para o vermelho, uma análise detalhada de quantas linhas individuais no espectro da galáxia são realmente desviadas para o vermelho.
Então os astrônomos podem usar novamente James Webb, ALMA, Keck Observatory e outros.
O artigo de Zavala foi submetido ao The Astrophysical Journal e o de Naidu ao The Astrophysical Journal Letters.
*Fonte de pesquisa: Canaltech