O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA superou-se mais uma vez, cumprindo a sua promessa de empurrar os limites do Universo observável para mais perto da aurora cósmica com a confirmação de uma galáxia brilhante que existiu 280 milhões de anos após o Big Bang.

À data, o Webb já estabeleceu que acabará por ultrapassar praticamente todas as referências que estabelece nestes primeiros anos, mas a galáxia recém-confirmada, MoM-z14, contém pistas intrigantes sobre a linha temporal do Universo e sobre o quão diferente, do que os astrónomos esperavam, era o Universo inicial.

"Com o Webb, conseguimos ver mais longe do que os humanos alguma vez viram e não se parece nada com o que previmos, o que é simultaneamente desafiante e excitante", disse Rohan Naidu do Instituto Kavli de Astrofísica e Investigação Espacial do MIT (Massachusetts Institute of Technology), autor principal de um artigo científico sobre a galáxia MoM-z14 publicado na revista The Open Journal of Astrophysics.

Devido à expansão do Universo, que é impulsionada pela energia escura, a discussão sobre distâncias físicas e "anos atrás" torna-se complicada quando se olha para tão longe. Utilizando o instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb, os astrónomos confirmaram que MoM-z14 tem um desvio para o vermelho cosmológico de 14,44, o que significa que a sua luz tem viajado através do espaço (em expansão), sendo esticada e "desviada" para comprimentos de onda mais longos e mais vermelhos, durante cerca de 13,5 dos estimados 13,8 mil milhões de anos de existência do Universo.

"Nós podemos estimar a distância das galáxias a partir de imagens, mas é muito importante fazer o acompanhamento e confirmar com espetroscopia mais detalhada para sabermos exatamente o que estamos a ver e quando", disse Pascal Oesch da Universidade de Genebra na Suíça, coinvestigador principal do estudo.

Características intrigantes

MoM-z14 faz parte de um grupo crescente de galáxias surpreendentemente brilhantes no Universo primitivo - segundo a equipa de investigação, 100 vezes mais do que os estudos teóricos previam antes do lançamento do Webb.

"Há um fosso crescente entre a teoria e a observação do Universo primitivo, o que coloca questões interessantes a explorar no futuro", disse Jacob Shen, investigador pós-doc no MIT e membro da equipa de investigação.

Um dos sítios onde os investigadores e teóricos podem procurar respostas é na população mais antiga de estrelas da nossa Via Láctea. Uma pequena percentagem destas estrelas apresenta quantidades elevadas de azoto, que também aparece em algumas das observações Webb de galáxias antigas, incluindo MoM-z14.

"Podemos seguir o exemplo da arqueologia e olhar para estas estrelas antigas na nossa própria Galáxia como fósseis do Universo primitivo, só que em astronomia temos a sorte de ter o Webb a ver tão longe que também temos informação direta sobre as galáxias durante esse tempo. Acontece que estamos a ver algumas das mesmas características, como este enriquecimento invulgar de azoto", disse Naidu.

Com a galáxia MoM-z14 a existir apenas 280 milhões de anos após o Big Bang, não houve tempo suficiente para as gerações de estrelas produzirem quantidades tão elevadas de azoto como os astrónomos esperariam. Uma teoria que os investigadores referem é que o ambiente denso do Universo primitivo deu origem a estrelas supermassivas capazes de produzir mais azoto do que quaisquer estrelas observadas no Universo local.

A galáxia MoM-z14 também mostra sinais de limpeza da espessa névoa de hidrogénio primordial do Universo primitivo no espaço à sua volta. Uma das razões pelas quais o Webb foi originalmente construído foi para definir a linha temporal deste período de "limpeza" da história cósmica, a que os astrónomos chamam reionização. Foi quando as primeiras estrelas produziram luz com energia suficientemente elevada para romper o denso gás hidrogénio do Universo primitivo e começar a viajar pelo espaço, acabando por chegar ao Webb e a nós. A galáxia MoM-z14 fornece mais uma pista para mapear a cronologia da reionização, um trabalho que não era possível até o Webb ter levantado o véu sobre esta era do Universo.

O legado da descoberta continua

Mesmo antes do lançamento do Webb, já havia indícios de que algo muito inesperado tinha acontecido no Universo primitivo, quando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA descobriu a galáxia brilhante GN-z11 400 milhões de anos após o Big Bang. O Webb confirmou a distância da galáxia - na altura, a mais distante de sempre. A partir daí, o Webb continuou a recuar cada vez mais no espaço e no tempo, encontrando mais galáxias surpreendentemente brilhantes como GN-z11.

À medida que o Webb continua a descobrir mais destas galáxias inesperadamente luminosas, torna-se claro que as primeiras não foram um acaso. "É um momento incrivelmente excitante, com o Webb a revelar o Universo primitivo como nunca antes e a mostrar-nos o quanto ainda há para descobrir", acrescentou Yijia Li, um estudante da Universidade do Estado da Pensilvânia e membro da equipa de investigação.

// ESA (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv)

Quer saber mais?

MoM-z14:
Wikipedia

Universo:
Wikipedia
A expansão acelerada do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Universo (Wikipedia)
Fundo cósmico de micro-ondas (Wikipedia)
Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)
Indicadores de distâncias cósmicas (Wikipedia)
“Escada” de distâncias cósmicas (Wikipedia)
Reionização (Wikipedia)

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