James Webb identifica galáxia quimicamente primitiva no antigo Universo

Telescópio James Webb revela galáxia primitiva e suas características únicas.

Uma das maiores conquistas do Telescópio Espacial James Webb (JWST) é a capacidade de observar galáxias que existiram nos estágios iniciais do Universo, menos de um bilhão de anos após o Big Bang. Este período, conhecido como Época de Reionização, está associado à chamada Idade das Trevas Cósmica.

Entre 380 mil e 1 bilhão de anos após o Big Bang, o Universo era dominado por hidrogênio neutro. Isso resultou em um desvio para o vermelho da luz visível, tornando difícil a detecção dessas galáxias com telescópios convencionais.

Com os instrumentos infravermelhos e espectrômetros avançados do James Webb, os cientistas agora conseguem investigar como as galáxias evoluíram desde as épocas mais primitivas da cosmologia.

Recentemente, uma equipe internacional de astrônomos usou o Webb e a técnica de lenteamento gravitacional para observar LAP1-B, uma galáxia fraca que existiu apenas 800 milhões de anos após o Big Bang.

Os espectrômetros do Webb permitiram caracterizar a galáxia, revelando que ela é a mais pobre em metais já observada no Universo primitivo.

A pesquisa foi conduzida por um professor associado de uma universidade japonesa, e os detalhes foram publicados em uma prestigiada revista científica.

Arqueologia cósmica em tempo real

• No período imediatamente após o Big Bang, o Universo era composto apenas por elementos leves, como hidrogênio e hélio;
• Os elementos químicos essenciais para a vida, como carbono e oxigênio, estavam completamente ausentes;
• Esses elementos mais pesados foram formados na primeira geração de estrelas, conhecidas como estrelas de População III;
• Esses elementos foram dispersos pelo espaço quando essas estrelas explodiram em supernovas, liberando suas camadas externas.

A busca por essas estrelas tem sido um objetivo para astrofísicos, que esperam encontrar evidências do momento em que o Universo começou a ser enriquecido com elementos mais pesados.

No entanto, a tarefa é desafiadora, pois as galáxias mais antigas que abrigaram essas estrelas são extremamente pequenas e tênues, dificultando a análise química por espectroscopia.

O trabalho recente se baseia em detecções anteriores da galáxia LAP1-B, complementando com espectros detalhados obtidos pelo James Webb. Os dados mostraram uma abundância recorde de oxigênio extremamente baixa, apenas 1/240 da quantidade encontrada no Sol.

A combinação de uma alta proporção de carbono em relação ao oxigênio e a presença significativa de um halo de matéria escura sugere que a LAP1-B é uma progenitora direta das galáxias fósseis atualmente observadas nas proximidades da Via Láctea.

A busca por essas galáxias ancestrais tem mobilizado astrônomos, tornando a LAP1-B uma janela histórica para os estágios mais primitivos da formação galáctica.

“Normalmente, agimos como arqueólogos cósmicos, tentando entender o passado observando estrelas antigas em nossa vizinhança. Mas agora, podemos analisar o gás diretamente da cena original há 13 bilhões de anos”, disse um dos pesquisadores envolvidos.

O poder da lente gravitacional

A observação de um objeto tão distante foi possibilitada por uma coincidência cósmica: a presença de um massivo aglomerado de galáxias, que atuou como uma lente gravitacional natural, amplificando a luz da LAP1-B em 100 vezes.

Após 30 horas de observações e espectroscopia detalhada, os pesquisadores caracterizaram a abundância química da jovem galáxia. A razão entre carbono e oxigênio na LAP1-B se alinha com as previsões teóricas sobre o material dispersado pelas explosões de estrelas de População III.

“Fiquei instantaneamente entusiasmado com a extrema falta de oxigênio revelada nos dados. Encontrar uma galáxia em um estado tão primitivo é surpreendente. É uma assinatura química que