“James Webb” confirmou a descoberta da galáxia mais antiga que a humanidade já viu

Na terça-feira, a revista Nature Astronomy publicou um artigo revisado por pares que confirmou o status da mais antiga das galáxias observáveis. O objeto JADES-GS-z13-0 formou-se 320 milhões de anos após o Big Bang. No estágio atual da vida do Universo, isso é apenas 2% de sua existência. A descoberta desafia nossa compreensão clara da evolução das estrelas, galáxias e até mesmo do próprio universo.

Fonte da imagem: Robertson et al., Nature Astronomy, 2023

A galáxia JADES-GS-z13-0 e três outros objetos semelhantes no início do universo foram descobertos no verão passado nas primeiras pesquisas do observatório espacial James Webb. Eram levantamentos fotométricos que não permitem estimar a verdadeira distância ou, se preferirem, a idade das galáxias. A distância de objetos luminosos no tempo é indicada por seu espectro. Mais precisamente, a análise das linhas do espectro do hidrogênio molecular e a busca pelo chamado limite de Lyman (comprimento de onda 91,15 nm). O espectro termina neste limite e serve como ponto de referência para calcular o desvio para o vermelho do objeto e sua distância de nós.

Cientistas de uma equipe internacional de astrônomos usaram os espectrógrafos infravermelhos de James Webb para calcular os desvios para o vermelho de quatro galáxias no início do universo: JADES-GS-z10-0, JADES-GS-z11-0 e JADES-GS-z12-0 e JADES -GS- z13-0. E se antes disso todas as quatro galáxias eram candidatas em sua categoria, depois da análise espectral e da publicação do artigo, elas se tornaram o que são – as três primeiras galáxias estão localizadas em um segmento de menos de 450 milhões de anos após o Big Bang e seus redshifts, respectivamente, são 10, 38, 11,58 e 12,63, e o quarto é recordista!

A mais distante de nós era a galáxia JADES-GS-z13-0 com um deslocamento de 13,2 ou descoberto 320 milhões de anos após o Big Bang. O recorde anterior foi estabelecido nas observações do Hubble – a galáxia GN-z11 em um deslocamento de 10,95, ou em um estágio de 400 milhões de anos após o Big Bang.

Além disso, o estudo de todos os quatro objetos mostrou que eles têm massas de aproximadamente 100 milhões de massas solares, o que é normal para as primeiras galáxias. Nossa Via Láctea, por exemplo, tem uma massa de 1,5 trilhão de massas solares. Ao mesmo tempo, a formação ativa de estrelas (em relação às suas massas) ocorre em galáxias jovens – cerca de três estrelas da massa do Sol nascem lá todos os anos. Além disso, como deveria ser para as galáxias jovens, elas são pobres em metais ou substâncias químicas mais pesadas que o hélio.

Em princípio, a descoberta de galáxias em um período tão inicial da evolução do Universo é extremamente informativa, mas não tão incomum. A estranheza, que desafia nosso conhecimento do universo, é que existem muito mais desses objetos e eles são mais ativos do que se pensava anteriormente. O mesmo “James Webb” descobriu um pouco mais tarde seis galáxias muito massivas no início do Universo, onde não deveriam estar em teoria, mas estão lá.