22/02/2023 - 21:36
Os astrônomos usaram o Telescópio Espacial James Webb para espiar no tempo até os primeiros dias do universo – e eles descobriram algo inesperado.
O observatório espacial revelou seis galáxias massivas que existiram entre 500 milhões e 700 milhões de anos após o big bang que criou o universo. A descoberta está derrubando completamente as teorias existentes sobre as origens das galáxias, de acordo com um novo estudo publicado na quarta-feira na revista Nature.
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“Esses objetos são muito mais massivos do que se esperava”, disse o coautor do estudo Joel Leja, professor assistente de astronomia e astrofísica da Penn State University, em um comunicado. “Esperávamos apenas encontrar galáxias pequenas, jovens e bebês neste momento, mas descobrimos galáxias tão maduras quanto a nossa no que antes era entendido como o alvorecer do universo”.
O telescópio observa o universo em luz infravermelha, que é invisível ao olho humano, e é capaz de detectar a luz fraca de estrelas e galáxias antigas. Ao observar o universo distante, o observatório pode essencialmente voltar no tempo até cerca de 13,5 bilhões de anos atrás. (Os cientistas determinaram que o universo tem cerca de 13,7 bilhões de anos.)
“A revelação de que a formação massiva de galáxias começou extremamente cedo na história do universo derruba o que muitos de nós pensávamos ser ciência estabelecida”, disse Leja. “Temos chamado informalmente esses objetos de ‘disjuntores do universo’ – e eles têm feito jus ao seu nome até agora.”
As galáxias são tão massivas que entram em conflito com 99% dos modelos que representam as primeiras galáxias do universo, o que significa que os cientistas precisam repensar como as galáxias se formaram e evoluíram. A teoria atual sugere que as galáxias começaram como pequenas nuvens de estrelas e poeira que cresceram com o tempo.
“Observamos o universo primitivo pela primeira vez e não tínhamos ideia do que iríamos encontrar”, disse Leja. “Acontece que encontramos algo tão inesperado que na verdade cria problemas para a ciência. Isso põe em questão toda a imagem da formação inicial da galáxia”.
Investigando as primeiras galáxias
Leja e seus colegas começaram a analisar os dados do Webb, juntamente com as primeiras imagens de alta resolução do telescópio , assim que foram lançadas em julho. As galáxias apareceram como grandes pontos de luz, e a equipe ficou surpresa ao vê-los – tão surpresa que pensaram ter cometido um erro ao interpretar os dados.
“Quando obtivemos os dados, todos começaram a mergulhar e essas coisas enormes surgiram muito rápido”, disse Leja. “Começamos a fazer a modelagem e tentamos descobrir o que eram, porque eram muito grandes e brilhantes. Meu primeiro pensamento foi que havíamos cometido um erro e que iríamos encontrá-lo e seguir em frente com nossas vidas. Mas ainda não encontramos esse erro, apesar de muitas tentativas.”
Uma maneira de determinar por que as galáxias cresceram tão rapidamente é obter uma imagem do espectro das galáxias, que envolve dividir a luz em diferentes comprimentos de onda para definir vários elementos, bem como determinar a verdadeira distância das galáxias, disse Leja. Os dados de espectroscopia forneceriam uma visão mais detalhada das galáxias e de seu tamanho impressionante.
“Um espectro nos dirá imediatamente se essas coisas são reais ou não”, disse Leja. “Isso vai nos mostrar o quão grandes eles são, o quão longe eles estão. O engraçado é que temos todas essas coisas que esperamos aprender com James Webb e isso não estava nem perto do topo da lista. Encontramos algo que nunca pensamos em perguntar ao universo – e aconteceu muito mais rápido do que eu pensava, mas aqui estamos nós.”
Também é possível que as galáxias identificadas com os dados do Webb sejam na verdade algo completamente diferente.
“Este é o nosso primeiro vislumbre até aqui, por isso é importante mantermos a mente aberta sobre o que estamos vendo”, disse Leja. “Embora os dados indiquem que provavelmente são galáxias, acho que existe uma possibilidade real de que alguns desses objetos acabem sendo buracos negros supermassivos obscurecidos. Independentemente disso, a quantidade de massa que descobrimos significa que a massa conhecida nas estrelas neste período do nosso universo é até 100 vezes maior do que pensávamos anteriormente. Mesmo se cortarmos a amostra pela metade, ainda assim é uma mudança surpreendente.”
