Duas equipes diferentes de astrônomos detectaram oxigênio na galáxia mais distante conhecida, JADES-GS-Z14-0. A descoberta, relatada em dois estudos separados, foi possível graças ao ATACAMA LIGLIMETRO MILIMETRO/SUBLIMETER (ALMA), no qual o Observatório do Sul da Europa (ESO) é um parceiro. Essa detecção recorde está fazendo os astrônomos repensarem a rapidez com que as galáxias se formaram no universo inicial.
Descoberto no ano passado, o JADES-GS-Z14-0 é a galáxia confirmada mais distante já encontrada: está tão longe que sua luz levou 13,4 bilhões de anos para chegar a nós, o que significa que o vemos como era quando o universo tinha menos de 300 milhões de anos, cerca de 2% de sua idade atual. A nova detecção de oxigênio com Alma, uma matriz de telescópio no deserto de Atacama, no Chile, sugere que a galáxia é muito mais quimicamente madura do que o esperado.
“É como encontrar um adolescente onde você só esperaria bebês”, diz Sander Schouws, candidato a doutorado no Observatório de Leiden, na Holanda e primeiro autor do estudo liderado por holandês, agora aceito para publicação no The Astrophysical Journal. “Os resultados mostram que a galáxia se formou muito rapidamente e também está amadurecendo rapidamente, acrescentando a um crescente corpo de evidências de que a formação de galáxias acontece muito mais rápido do que o esperado”.
As galáxias geralmente começam suas vidas cheias de estrelas jovens, que são feitas principalmente de elementos leves como hidrogênio e hélio. À medida que as estrelas evoluem, eles criam elementos mais pesados como oxigênio, que são dispersos através de sua galáxia hospedeira depois que morrem. Os pesquisadores pensaram que, com 300 milhões de anos, o universo ainda era jovem demais para ter galáxias maduras com elementos pesados. No entanto, os dois estudos de ALMA indicam que Jades-GS-Z14-0 tem cerca de 10 vezes mais elementos pesados do que o esperado.
“Fiquei surpreso com os resultados inesperados porque eles abriram uma nova visão sobre as primeiras fases da evolução da galáxia”, diz Stefano Carniani, do Superiore Scuola Normale de Pisa, Itália, e principal autor do artigo agora aceito para publicação em astronomia e astrofísica. “A evidência de que uma galáxia já está madura no universo infantil levanta questões sobre quando e como as galáxias se formaram”.
A detecção de oxigênio também permitiu que os astrônomos fizessem suas medições de distância para JADES-GS-Z14-0 muito mais preciso. “A detecção de ALMA oferece uma medição extraordinariamente precisa da distância da galáxia até uma incerteza de apenas 0,005 %. Esse nível de precisão – análogo a ser preciso a 5 cm a uma distância de 1 km – ajuda a refinar nossa compreensão das propriedades da galáxia distante,” Adiciona Eleonora de Parlanti, um Phd Statne Estudo (1).
“Enquanto a galáxia foi descoberta originalmente com o telescópio espacial James Webb, Alma foi necessária para confirmar e determinar com precisão sua enorme distância” (2) diz o professor associado Rychard Bouwens, membro da equipe do Observatório de Leiden. “Isso mostra a incrível sinergia entre Alma e JWST para revelar a formação e a evolução das primeiras galáxias”.
Gergö Popping, um astrônomo eSO do Centro Regional Europeu de Alma que não participou dos estudos, diz: “Fiquei realmente surpreso com essa clara detecção de oxigênio em Jades-GS-Z14-0. Sugere que as galáxias podem se formar mais rapidamente após o big bang do que o resultado anterior.
Notas
(1) Os astrônomos usam uma medição conhecida como desvio para o vermelho para determinar a distância a objetos extremamente distantes. As medições anteriores indicaram que o Galaxy Jades-GS-Z-14-0 estava em um desvio para o vermelho entre 14,12 e 14,4. Com suas detecções de oxigênio, ambas as equipes agora diminuíram isso a um desvio para o vermelho por volta de 14,18.
(2) O Telescópio Espacial James Webb é um projeto conjunto da NASA, da Agência Espacial Europeia (ESA) e da Agência Espacial Canadense (CSA).