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A água é essencial para a vida, mas para os astrofísicos representa algo mais. Os pesquisadores olham para a água nas galáxias, sua distribuição e, em particular, suas mudanças de estado de gelo para vapor, como marcadores importantes que indicam áreas de aumento de energia, nas quais buracos negros e estrelas são formados. Em essência, onde há vapor de água, algo importante está acontecendo.
Um novo estudo do SISSA revelou agora a distribuição de água dentro da galáxia J1135, que está a 12 bilhões de anos-luz de distância e se formou quando o Universo era um “adolescente”, 1,8 bilhão de anos após o Big Bang (já objeto de um estudo anterior do SISSA). Este mapa aquático, com resolução sem precedentes, é o primeiro a ser obtido para uma galáxia tão remota e é o tema principal de um estudo publicado recentemente no “The Astrophysical Journal”. Os autores do estudo explicam que o mapa pode nos ajudar a entender os processos físicos que ocorrem dentro de J1135 e lançar luz sobre a dinâmica, ainda parcialmente obscura, em torno da formação de estrelas, buracos negros e das próprias galáxias.
Estudando galáxias: por que a água é tão importante
“A água pode ser encontrada não apenas na Terra, mas em qualquer lugar do espaço, em diferentes estados. Por exemplo, na forma de gelo, a água pode ser encontrada nas chamadas nuvens moleculares, regiões densas de poeira e gás nas quais nascem as estrelas”, explica Francesca Perrotta, principal autora do estudo conduzido pela equipe de Galaxy Observational and Theoretical Astrophysics (GOThA) da SISSA. “A água age como um manto, cobrindo a superfície dos grãos de poeira interestelar, que formam os blocos de construção dessas nuvens moleculares e os principais catalisadores da formação de moléculas no espaço.” Perrotta continua: “Às vezes, algo quebra a quietude e frieza dessas nuvens moleculares: o nascimento de uma estrela, que libera calor, ou um buraco negro que começa a agregar matéria, emitindo energia. A radiação de estrelas e outras fontes pode aquecer a água gelada, sublimando-a na fase gasosa. À medida que o vapor de água esfria, ele emite luz na parte infravermelha do espectro. galáxias são formadas.” Essas informações podem então ser combinadas com mapeamentos de outras moléculas, como o monóxido de carbono (CO), que também são utilizadas no estudo desses fenômenos.
Lentes gravitacionais: como os cientistas estudaram J1135
Como é possível estudar uma galáxia em um Universo tão jovem e distante? A resposta é a lente gravitacional, uma técnica que permite a observação de corpos celestes distantes graças a objetos espaciais de grande massa mais próximos da Terra. De acordo com os princípios da relatividade geral, esses corpos em primeiro plano distorcem a luz de fontes que estão posicionadas atrás dos mesmos objetos, mas perfeitamente alinhadas com eles, quase como uma gigantesca lente cósmica que nos permite localizar e estudar galáxias, mesmo as mais remotas. A lente foi um fator chave em outro estudo recente da SISSA dedicado à descoberta de J1135.
Como se formam as galáxias: ainda há muito por descobrir
Perrotta explica que este estudo é valioso em parte porque também amplia nosso conhecimento em uma área importante: “Ainda não está claro como as galáxias são formadas. Existem pelo menos dois cenários possíveis, não necessariamente alternativos: um vê a agregação de pequenas galáxias para criar galáxias maiores e o outro vê a formação de estrelas in situ. Observações futuras, semelhantes às já realizadas pelo Telescópio Espacial James Webb, o maior telescópio já enviado ao espaço, poderão revelar mais informações sobre o J1135 e levar a um mapeamento mais preciso de suas moléculas.
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