O Telescópio Espacial de James Webb (JWST) se destaca em muitas coisas, mas há duas coisas que faz melhor do que qualquer outro instrumento científico na história da humanidade: identificar galáxias precoces e quebrar seus próprios registros!
Agora, o telescópio espacial da NASA de US $ 10 bilhões fez as duas coisas novamente, detectando uma galáxia que existia apenas 280 milhões de anos depois o big bang, Um feito que a equipe por trás desta pesquisa chamou de “milagre cósmico”.
Atualmente, como a galáxia mais antiga e mais distante já detectada, esta “a mãe de todas as galáxias iniciais”, este novo JWST A descoberta tem sido apropriadamente designada “Mom Z14”.
“Em primeiro lugar, no momento, esse é o objeto mais distante conhecido pela humanidade. Esse título muda de vez em quando, mas acho que é sempre motivo de pausa e reflexão”, disse o membro da equipe e o professor de astronomia e física da Universidade de Yale, Pieter Van Dokkum, disse Space.com. “A mãe Z14 existia quando o universo tinha cerca de 280 milhões de anos – estamos chegando perto do Big Bang.
“Só para colocar isso em contexto, os tubarões já estão na Terra há um tempo mais longo!”
O JWST está vendo vermelho de novo
Desde que começou a enviar dados de volta à Terra no verão de 2022, o JWST se destacou na detecção de galáxias nos chamados “altos desvios para o vermelho”.
Desvio para o vermelho refere -se ao fenômeno do comprimento de onda da luz de distantes e, assim espectro eletromagnético enquanto atravessa o espaço em expansão.
Quanto mais cedo e, portanto, mais longe, um objeto é, maior o desvio para o vermelho.
Antes da descoberta da mãe Z14, a galáxia que mantinha o título de primeira e distante estava JADES-GS-Z14-0que existia apenas 300 milhões de anos após o Big Bang, ou cerca de 13,5 bilhões de anos atrás.
Esta galáxia de registro anterior tem um desvio para o vermelho de z = 14.32, enquanto a mãe Z14 tem um desvio para o vermelho de z = 14,44.
O que sabemos sobre a mãe de todas as galáxias iniciais?
Há um contexto mais amplo na observação da mãe Z14 do que o fato de ter quebrado o recorde de galáxias mais antigas conhecidas em 20 milhões de anos, no entanto, como explicou Van Dokkum.
“A história mais ampla aqui é que o JWST não era esperado para encontrar galáxias tão cedo no início História do Universopelo menos não nesta fase da missão “, disse Van Dokkum.” Existem, muito aproximadamente, mais de 100 galáxias relativamente brilhantes no universo muito inicial do que se esperava com base em observações pré-JWST “.
Além disso, além de detectar essa nova, mais antiga e mais distante galáxia, a equipe conseguiu determinar algumas de suas características usando o JWST.
Os pesquisadores foram capazes de determinar que a mãe Z14 é cerca de 50 vezes menor que a Via Láctea. A equipe também mediu linhas de emissão da galáxia, indicando a presença de elementos como nitrogênio e carbono.
“As linhas de emissão são incomuns; indica que a galáxia é muito jovem, com uma taxa crescente de formar novas estrelas”, disse Van Dokkum. “Há também indicações de que não há muito gás de hidrogênio neutro em torno da galáxia, o que seria surpreendente: espera -se que o universo muito inicial seja preenchido com hidrogênio neutro.
“Isso precisa de espectros ainda melhores e mais galáxias, para investigar mais plenamente”.
A presença de carbono e nitrogênio na mãe Z14 indica que existem galáxias anteriores a serem descobertas do que esse exemplo de 13,52 bilhões de anos.
Isso ocorre porque as primeiras galáxias do universo e suas estrelas foram preenchidas com os elementos mais simples do cosmos, hidrogênio e hélio.
As galáxias posteriores seriam preenchidas por esses elementos mais pesados, que os astrônomos chamam de “metal”, enquanto suas estrelas os forjavam e depois as dispersavam em explosões de supernova.
“A mãe Z14 não é um dos primeiros objetos que se formou no universo, pois as estrelas nessas galáxias são compostas apenas por hidrogênio e hélio – não veríamos carbono ou nitrogênio”, disse Van Dokkum. “Isto poderia fazer parte da primeira onda de formação de Galáxias ‘normais’isto é, as primeiras galáxias que têm elementos como nitrogênio e carbono – mas pensamos isso antes! “
Quanto a encontrar galáxias ainda anteriores que a mãe Z14 e talvez até detectar essa primeira geração, Van Dokkum está confiante de que o JWST está à altura da tarefa.
Ele explicou: “O JWST continua a empurrar o limite além de onde pensávamos que era, e neste momento eu não ficaria surpreso se encontrarmos galáxias em z = 15 ou z = 16! “
Por enquanto, Van Dokkum e o restante desta equipe, liderados por Rohan Naidu, do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT, podem celebrar o Breaking New Bound em nossa compreensão do Cosmos primitivos.
“Em um programa como esse, toda a equipe está sempre esperando um ‘milagre’, isto é, que algumas galáxias extremamente precoces do candidato realmente se dividem e não são ‘miragens’, objetos cujas cores parecem objetos extremamente iniciais”, concluiu Van Dokkum. “Enquanto esperávamos alguns objetos muito precoces, acho que nenhum de nós esperava quebrar o registro do desvio para o vermelho!”
Uma versão pré-revisada da pesquisa da equipe é publicada no site do Repositório de Paper arxiv.