.
Em um novo estudo, uma equipe de astrônomos liderada por Haojing Yan, da Universidade de Missouri, usou dados das observações iniciais do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA e descobriu 87 galáxias que podem ser as primeiras galáxias conhecidas no universo.
A descoberta aproxima os astrônomos de descobrir quando as galáxias apareceram pela primeira vez no universo – cerca de 200 a 400 milhões de anos após o Big Bang, disse Yan, professor associado de física e astronomia na MU e principal autor do estudo.
“Encontrar um número tão grande de galáxias nas primeiras partes do universo sugere que talvez precisemos revisar nossa compreensão anterior da formação de galáxias”, disse Yan. “Nossa descoberta nos dá a primeira indicação de que muitas galáxias podem ter se formado no universo muito antes do que se pensava.”
No estudo, os astrônomos procuraram galáxias em potencial com “desvios para o vermelho muito altos”. Yan disse que o conceito de desvios para o vermelho na astronomia permite que os astrônomos meçam a que distância objetos distantes estão no universo – como galáxias – observando como as cores mudam nas ondas de luz que eles emitem.
“Se uma fonte emissora de luz está se movendo em nossa direção, a luz está sendo ‘espremida’ e esse comprimento de onda mais curto é representado pela luz azul, ou desvio para o azul”, disse Yan. “Mas se essa fonte [of light] está se afastando de nós, a luz que produz está sendo ‘esticada’ e muda para um comprimento de onda mais longo que é representado pela luz vermelha, ou desvio para o vermelho.”
Yan disse que a descoberta de Edwin Hubble no final da década de 1920 de que nosso universo está em constante expansão é a chave para entender como os desvios para o vermelho são usados na astronomia.
“O Hubble confirmou que as galáxias externas à nossa Via Láctea estão se afastando de nós e, quanto mais distantes, mais rápido se afastam”, disse Yan. “Isso se relaciona com redshifts através da noção de distâncias – quanto maior o redshift de um objeto, como uma galáxia, mais longe ele está de nós”.
Portanto, Yan disse que a busca por galáxias com desvios para o vermelho muito altos dá aos astrônomos uma maneira de construir a história inicial do universo.
“A velocidade da luz é finita, por isso leva tempo para a luz percorrer uma distância até chegar até nós”, disse Yan. “Por exemplo, quando olhamos para o sol, não estamos olhando para ele como ele se parece no presente, mas sim como ele parecia há oito minutos. Isso porque é quanto tempo leva para a radiação do sol atingir nós. Então, quando estamos olhando para galáxias que estão muito distantes, estamos olhando para suas imagens de muito tempo atrás.”
Usando esse conceito, a equipe de Yan analisou a luz infravermelha capturada pelo JWST para identificar as galáxias.
“Quanto maior o desvio para o vermelho de uma galáxia, mais tempo leva para a luz chegar até nós, então um desvio para o vermelho mais alto corresponde a uma visão anterior do universo”, disse Yan. “Portanto, ao olhar para as galáxias em redshifts mais altos, estamos obtendo instantâneos anteriores de como era o universo há muito tempo”.
O JWST foi fundamental para essa descoberta porque objetos no espaço, como galáxias localizadas em altos desvios para o vermelho – 11 e acima – só podem ser detectados por luz infravermelha, de acordo com Yan. Isso está além do que o Telescópio Espacial Hubble da NASA pode detectar porque o telescópio Hubble só vê do ultravioleta ao infravermelho próximo.
“JWST, o telescópio infravermelho mais poderoso, tem sensibilidade e resolução para o trabalho”, disse Yan. “Até esses primeiros conjuntos de dados JWST serem lançados [in mid-July 2022], a maioria dos astrônomos acreditava que o universo deveria ter muito poucas galáxias além do redshift 11. No mínimo, nossos resultados desafiam essa visão. Acredito que essa descoberta é apenas a ponta do iceberg porque os dados que usamos focavam apenas em uma área muito pequena do universo. Depois disso, prevejo que outras equipes de astrônomos encontrarão resultados semelhantes em outras partes das vastas extensões do espaço, pois o JWST continua a nos fornecer uma nova visão das partes mais profundas do nosso universo”.
.
