Uma equipe internacional de astrônomos utilizou o telescópio espacial James Webb (JWST) e um fenômeno natural conhecido como lente gravitacional para obter uma caracterização definitiva de LAP1-B, uma galáxia ultrafraca com 13 bilhões de anos.
© JWST (galáxia LAP1-B)
Uma imagem em três cores criada a partir de dados obtidos com o instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb. Como as estrelas desta galáxia são extremamente fracas e poucas em número, a galáxia é invisível na imagem de fundo captada pelo NIRCam, mas outro instrumento, o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), conseguiu detectar assinaturas químicas. Uma visualização (não uma imagem real) dos dados de velocidade e distribuição do NIRSpec é apresentada na inserção para o oxigênio (verde) e dois estados de excitação diferentes do hidrogênio (azul e vermelho).
Aprofundando as detecções iniciais, este novo estudo revelou uma abundância extremamente baixa de oxigênio, apenas 1/240 da do Sol, um recorde. Este estado quimicamente primitivo, aliado a uma elevada proporção carbono-oxigênio e a um halo dominante de matéria escura, sugere que LAP1-B é a tão procurada "antecessora" das misteriosas galáxias fósseis encontradas hoje perto da Via Láctea.
Logo após o Big Bang, o Universo continha apenas elementos leves, como hidrogênio e hélio. Os elementos mais pesados, como o oxigênio e o carbono, foram forjados muito mais tarde no interior das primeiras estrelas. Durante décadas, os astrônomos tentaram encontrar o momento em que estas "estrelas de primeira geração" começaram a espalhar elementos mais pesados pelo cosmos. No entanto, as galáxias mais antigas que abrigam essas estrelas jovens e primordiais são tão pequenas e tênues que observar a sua composição química era praticamente impossível, até agora.
Pesquisadores da Universidade de Kanazawa, do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan) e da Universidade de Tóquio, centraram-se na minúscula galáxia ultrafraca LAP1-B. A sua luz foi ampliada 100 vezes por lente gravitacional, em que a gravidade de um enorme aglomerado de galáxias atua como uma gigante e natural lente de telescópio no espaço.
Para além da sua natureza primitiva, a galáxia apresenta uma elevada proporção da abundância carbono-oxigênio. Esta relação única de elementos está em estreita conformidade com as previsões teóricas do material disperso pelas explosões das primeiras estrelas do Universo.
A equipe também descobriu que LAP1-B é incrivelmente leve, menos de 3.300 vezes a massa do Sol, o que sugere que a maior parte da galáxia consiste de matéria escura invisível. Esta característica, juntamente com a sua composição química única, torna-a uma correspondência quase perfeita para as "galáxias anãs ultrafracas" encontradas hoje perto da Via Láctea, que são extremamente tênues, pequenas e contêm muito poucas estrelas.
As galáxias anãs ultrafracas não são apenas as galáxias mais tênues; são compostas por estrelas antigas com mais de 12 bilhões de anos e são frequentemente descritas como "fósseis do Universo". Os astrônomos suspeitavam que pudessem ser os vestígios das primeiras galáxias do Universo devido à ausência de elementos pesados, mas nunca tiveram uma ligação direta, até encontrarem LAP1-B.
Esta descoberta estabelece uma nova forma de mapear o nascimento dos elementos e a formação das estruturas mais antigas do Universo. No futuro, a equipe planeja utilizar o Webb para procurar objetos ainda mais primitivos, com o objetivo de encontrar as primeiras galáxias alguma vez formadas.
Um artigo foi publicado na revista Nature.
Fonte: National Astronomical Observatory of Japan