Duas equipas diferentes de astrónomos detetaram oxigénio na galáxia mais distante conhecida, JADES-GS-z14-0. A descoberta, descrita em dois estudos separados, foi possível graças ao ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), do qual o ESO é um parceiro. Esta deteção recorde faz com que os astrónomos tenham que repensar quão rápido as galáxias se formaram no Universo primordial.

Descoberta no ano passado, JADES-GS-z14-0 é a galáxia mais distante confirmada alguma vez observada: está tão longe da Terra que a sua luz demorou 13,4 mil milhões de anos a chegar até nós, o que significa que a vemos tal como era quando o Universo tinha menos de 300 milhões de anos, o que corresponde a cerca de 2% da sua idade atual. A nova deteção de oxigénio levada a cabo com o auxílio do ALMA, uma rede de telescópios instalada no deserto chileno do Atacama, sugere que esta galáxia é quimicamente muito mais madura do que se esperava.

"É um pouco como encontrar um adolescente onde só esperávamos encontrar bebés", explica Sander Schouws, candidato a doutoramento no Observatório de Leiden, Países Baixos, e primeiro autor do estudo holandês aceite para publicação na revista da especialidade The Astrophysical Journal. "Os resultados mostram que esta galáxia se formou muito rapidamente, estando também a evoluir muito depressa, o que a coloca num conjunto cada vez maior de evidências de que a formação de galáxias no Universo primordial ocorreu muito mais depressa do que esperávamos".

As galáxias começam normalmente as suas vidas repletas de estrelas jovens, as quais são principalmente constituídas por elementos leves como o hidrogénio e o hélio. À medida que as estrelas evoluem, são formados no seu interior elementos mais pesados como o oxigénio, que acabam dispersos pela galáxia quando as estrelas morrem. Os investigadores pensavam que, com 300 milhões de anos, o Universo era ainda demasiado jovem para ter galáxias repletas de elementos pesados. No entanto, os dois estudos levados a cabo com o ALMA indicam que a galáxia JADES-GS-z14-0 tem cerca de 10 vezes mais elementos pesados do que o esperado.

A imagem mostra JADES-GS-z14-0, a galáxia mais distante conhecida até hoje, obtida com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Os dois espetros que aqui vemos resultam da análise independente dos dados do ALMA por duas equipas de astrónomos. Ambas apresentam uma risca de emissão de oxigénio, o que faz desta a deteção mais distante de oxigénio, correspondente a uma idade do Universo de apenas 300 milhões de anos. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Carniani et al./S. Schouws et al/JWST - NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian)

"Estes resultados bastante inesperados surpreenderam-me, porque nos abrem uma nova perspetiva sobre as primeiras fases da evolução galáctica", diz Stefano Carniani, da Scuola Normale Superiore de Pisa, em Itália, e autor principal do artigo aceite para publicação na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. "As evidências de que uma galáxia está já bastante madura num Universo ainda muito primordial levanta questões sobre quando e como é que as galáxias se formaram".

A deteção de oxigénio também permitiu aos astrónomos fazer medições da distância a JADES-GS-z14-0 com muito mais precisão. "Esta deteção do ALMA dá-nos uma medição extraordinariamente precisa da distância a que esta galáxia se encontra de nós, com uma incerteza de apenas 0,005 %. Este nível de precisão, que corresponde a uma exatidão de 5 cm numa distância de 1 km, ajuda-nos a compreender melhor as propriedades das galáxias distantes", acrescenta Eleonora Parlanti, estudante de doutoramento na Scuola Normale Superiore de Pisa e coautora do estudo a publicar na Astronomy & Astrophysics.

"Embora JADES-GS-z14-0 tenha sido originalmente descoberta com o Telescópio Espacial James Webb, foi necessário utilizar o ALMA para confirmar e determinar com precisão a grande distância a que esta galáxia se encontra da Terra", diz Rychard Bouwens, membro da equipa no Observatório de Leiden. "Isto mostra a espantosa sinergia que existe entre o ALMA e o JWST, e que nos ajuda a compreender melhor a formação e evolução das primeiras galáxias".

Gergö Popping, astrónomo do ESO a trabalhar no Centro Regional Europeu do ALMA, que não participou nos estudos, comenta: "Fiquei realmente surpreendido com esta deteção inequívoca de oxigénio em JADES-GS-z14-0, que sugere que as galáxias se podem ter formado muito mais rapidamente após o Big Bang do que se pensava anteriormente. Este resultado mostra o importante papel que o ALMA desempenha na descoberta das condições em que as primeiras galáxias se formaram no nosso Universo".

// ESO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico por Schouws et al. (PDF)
// Artigo científico por Carniani et al. (PDF)

Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
04/06/2024 - Webb volta a quebrar o seu recorde de galáxia mais distante conhecida

JADES-GS-z14-0:
Wikipedia

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array):
Página principal
ALMA (NRAO)
ALMA (ESO)
Wikipedia