Começou por aparecer como uma mancha brilhante através dos telescópios terrestres e depois desapareceu completamente nas imagens do Telescópio Espacial Hubble. Agora, o objeto fantasmagórico reapareceu como uma galáxia ténue, mas distinta, numa imagem do Telescópio Espacial James Webb.

Os astrónomos da colaboração COSMOS-Web identificaram o objeto AzTECC71 como uma galáxia poeirenta com formação estelar. Ou, por outras palavras, uma galáxia que está ocupada a formar muitas estrelas novas, mas que está envolta num véu poeirento que torna difícil ver através dele - quase mil milhões de anos após o Big Bang. Pensava-se que estas galáxias eram extremamente raras no Universo primitivo, mas esta descoberta, além de mais de uma dúzia de candidatas adicionais na primeira metade dos dados do COSMOS-Web que ainda não foram descritos na literatura científica, sugere que podem ser três a 10 vezes mais comuns do que o esperado.

"Esta coisa é um verdadeiro monstro", disse Jed McKinney, um investigador de pós-doutoramento da Universidade do Texas em Austin. "Apesar de parecer uma pequena bolha, está a formar centenas de novas estrelas todos os anos. E o facto de mesmo algo tão extremo ser pouco visível nas imagens mais sensíveis do nosso mais recente telescópio é muito excitante para mim. Está potencialmente a dizer-nos que há toda uma população de galáxias que se tem escondido de nós".

Se esta conclusão se confirmar, poderá significar que o Universo primitivo era muito mais poeirento do que se pensava.

A equipa publicou os seus resultados na revista The Astrophysical Journal.

O projeto COSMOS-Web - a maior iniciativa inicial de investigação do JWST, coliderada por Caitlin Casey, professora associada da Universidade do Texas - visa mapear até 1 milhão de galáxias numa parte do céu do tamanho de três Luas Cheias. O objetivo é, em parte, estudar as estruturas mais antigas do Universo. A equipa de mais de 50 investigadores recebeu 250 horas de tempo de observação durante o primeiro ano do Telescópio Espacial James Webb e recebeu um primeiro lote de dados em dezembro de 2022, com mais dados a chegar até janeiro de 2024.

A galáxia AzTECC71 é claramente visível no filtro de cor mais vermelha do instrumento NIRCam do Telescópio Espacial James Webb (F444W, imagem mais à direita), mas não é de todo visível nos filtros mais azuis (F115W e 150W, esquerda). Crédito: J. McKinney/M. Franco/C. Casey/Universidade do Texas em Austin

Uma galáxia poeirenta com formação estelar é difícil de ver no visível porque grande parte da luz das suas estrelas é absorvida por um véu de poeira e depois reemitida em comprimentos de onda mais vermelhos (ou mais longos). Antes do JWST, os astrónomos referiam-se por vezes a estas galáxias como "galáxias escuras do Hubble", em referência ao telescópio espacial anteriormente mais sensível.

"Até agora, a única forma de vermos as galáxias no início do Universo era a partir de uma perspetiva ótica com o Hubble", disse McKinney. "Isso significa que a nossa compreensão da história da evolução das galáxias é parcial, porque só estamos a ver as galáxias não obscurecidas e menos poeirentas."

Esta galáxia, AzTECC71, foi detetada pela primeira vez como uma mancha indistinta de emissão de poeira por uma câmara do Telescópio James Clerk Maxwell, no Hawaii, que vê em comprimentos de onda entre o infravermelho distante e as micro-ondas. Em seguida, a equipa COSMOS-Web detetou o objeto em dados recolhidos por outra equipa que utilizava o telescópio ALMA no Chile, que tem uma resolução espacial mais elevada e consegue ver no rádio. Isto permitiu-lhes limitar a localização da fonte. Quando olharam para os dados do JWST no infravermelho, a um comprimento de onda de 4,44 micrómetros, encontraram uma galáxia ténue exatamente no mesmo local. Em comprimentos de onda mais curtos, abaixo dos 2,7 micrómetros, era invisível.

Agora, a equipa está a trabalhar para descobrir mais destas galáxias ténues com o Telescópio Espacial James Webb.

"Com o JWST, podemos estudar pela primeira vez as propriedades óticas e infravermelhas desta população de galáxias ocultas, fortemente obscurecidas pela poeira", disse McKinney, "porque é tão sensível que não só pode olhar para os confins mais longínquos do Universo, como também pode perfurar o mais espesso dos véus de poeira".

A equipa calcula que a galáxia está a ser observada a um desvio para o vermelho de cerca de 6, o que se traduz em cerca de 900 milhões de anos após o Big Bang.

// Universidade do Texas em Austin (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)
// Artigo científico (arXiv.org)

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