Um novo estudo, liderado por uma equipe conjunta da Universidade de Nagoya e do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), mediu a idade cósmica de uma galáxia muito distante.
© ALMA / JWST (galáxia GHZ2/GLASS-z12)
A equipe utilizou o radiotelescópio ALMA (Atacama Large Millimeter Array) para detectar um sinal de rádio que viajou durante aproximadamente 97% da idade do Universo. Esta descoberta confirma a existência de galáxias no Universo primitivo encontradas pelo telescópio espacial James Webb (JWST).
A galáxia, denominada GHZ2/GLASS-z12, foi inicialmente identificada no levantamento GLASS do JWST, um levantamento que observa o Universo distante e por trás de aglomerados massivos de galáxias. Estas observações consistem de várias imagens utilizando filtros de cor e de banda larga, semelhantes às cores RGB numa câmara.
Para galáxias distantes, a luz demora tanto tempo para chegar até nós que a expansão do Universo desviou a cor desta luz para a extremidade vermelha do espectro visível, um fenômeno denominado desvio para o vermelho. A cor vermelha de GHZ2/GLASS-z12 ajudou os pesquisadores, consequentemente, a identificá-la como um dos candidatos mais convincentes a galáxia distante que já observaram.
Foram identificadas tantas galáxias brilhantes e distantes nas primeiras semanas de observações do JWST que desafiou a nossa compreensão básica da formação das primeiras galáxias. No entanto, estas cores vermelhas são apenas indicativas de uma galáxia distante e, poderia, ao invés, ser uma galáxia muito rica em poeira que se mascara como objeto mais distante. Apenas observações diretas de linhas espectrais, ou seja, linhas presentes no espectro de luz de uma galáxia utilizado para identificar elementos, que podem confirmar com robustez as verdadeiras distâncias destas galáxias.
Imediatamente após a descoberta destes primeiros candidatos a galáxia, os pesquisadores da Universidade de Nagoya e do NAOJ utilizaram os quarenta radiotelescópios do ALMA, no Chile, para buscar uma linha espectral e assim confirmar as verdadeiras idades das galáxias. O ALMA também foi apontado para GHZ2/GLASS-z12 em busca de uma linha de emissão associada ao oxigênio, na frequência esperada sugerida pelas observações do JWST. O oxigênio é um elemento tipicamente abundante em galáxias distantes devido ao seu tempo relativamente curto de formação, pelo que a equipe optou por procurar uma linha de emissão de oxigênio aumentando as hipóteses de detecção.
Ao combinar o sinal de cada um dos seus telescópios de 12 metros, o ALMA foi capaz de detectar a linha de emissão perto da posição da galáxia. O desvio para o vermelho observado da linha indica que vemos a galáxia como era apenas 367 milhões de anos após o Big Bang.
A brilhante linha de emissão indica que esta galáxia enriqueceu rapidamente os seus reservatórios de gás com elementos mais pesados do que o hidrogênio e o hélio. Isto fornece algumas pistas sobre a formação e evolução da primeira geração de estrelas e da sua vida útil. A pequena separação observada entre o gás oxigênio e a emissão das estrelas pode também sugerir que estas primeiras galáxias sofreram explosões violentas que expeliram o gás do centro da galáxia para a região que rodeava a galáxia e mesmo para além dela.
Estas profundas observações da rede de radiotelescópios ALMA fornecem evidências robustas da existência de galáxias nas primeiras centenas de milhões de anos após o Big Bang e confirmam os resultados surpreendentes das observações do JWST.
Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: Royal Astronomical Society
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