Utilizando observações espectroscópicas do Telescópio Espacial James Webb (JWST), uma equipe internacional de astrônomos conseguiu detectar as quatro galáxias mais antigas e distantes já confirmadas até hoje. Isso significa capturar a luz emitida por sistemas estelares há mais de 13,4 bilhões de anos, ou seja, antes dos 400 milhões de anos de "aniversário" do Big Bang.
Da mesma forma que foi feita em observações anteriores com o Telescópio Hubble, essas investigações iniciais do JWST registraram diversas galáxias candidatas em distancias inimagináveis. Agora, quatro desses alvos foram “autenticados” por extensas observações espectroscópicas que permitiram não apenas situá-las em um tempo no qual o universo tinha só 2% de sua idade atual, como definir algumas de suas propriedades físicas.
Essas galáxias primordiais formadoras de estrelas provavelmente reionizaram o hidrogênio intergaláctico durante o primeiro bilhão de anos da história cósmica, mas tanto a duração desse processo quanto a data do seu início permaneciam desconhecidas. Essa visão da infância do universo foi disponibilizada pelo programa Pesquisa Extragaláctica Profunda Avançada (JADES).
Fonte: NASA/ESA/CSA/Divulgação.Fonte: NASA/ESA/CSA
Como os astrônomos medem a distância de uma galáxia?
A distância da Terra até uma determinada galáxia pode ser inferida através da observação do seu desvio para o vermelho. Como o universo está continuamente se expandindo, objetos distantes parecem estar se afastando de nós. Dessa forma, a sua luz é ampliada para comprimentos de ondas mais longos e vermelhos pelo efeito Doppler, pelo qual, mesmo que a fonte das ondas e o observador se movam, a propagação das ondas permanece constante.
Trabalhando em conjunto com a câmera infravermelha do JWST – a NIRCam –, a espectroscopia da JADES analisou uma região estudada há mais de 20 anos, chamada Hubble Ultra Deep Field, observando-a em nove diferentes faixas de comprimento de onda infravermelha. A pesquisa retornou imagens caprichadas de quase 100 mil galáxias distantes.
Finalmente, os pesquisadores usaram o espectógrafo NIRSpec para coletar a luz de 250 galáxias fracas. O resultado foram medições precisas do desvio para o vermelho e de propriedades do gás e das estrelas presentes nessas galáxias. “Agora podemos começar a realmente separar como as galáxias se juntam ao longo do tempo”, conclui Brant Robertson, primeiro autor do artigo.
ARTIGO - ArXiv - DOI: 10.48550/arXiv.2212.04480 (material não revisado por pares).
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