Localizado a 13,6 bilhões de anos-luz de distância e apenas 200 milhões de anos após o Huge Bangas cinco candidatas a galáxias são as primeiras já detectadas e provavelmente algumas das primeiras a se formarem no universo antigo.
Se confirmadas por observações de acompanhamento, as antigas galáxias oferecerão aos astrónomos um teste do seu melhor teorias de formação de galáxias junto com insights únicos sobre como a matéria se uniu pela primeira vez no cosmos. Os pesquisadores publicaram suas descobertas em 26 de novembro no banco de dados de pré-impressão arXivportanto, eles ainda não foram revisados por pares.
“De acordo com o paradigma padrão de formação de estruturas, as mesmas flutuações primordiais que deram origem aos pontos quentes e frios na radiação cósmica de fundo (CMB) acabarão por crescer, entrar em colapso e formar as primeiras galáxias durante o amanhecer cósmico, inaugurando a época da primeira luz”, escreveram os pesquisadores em seu estudo.
“Estas primeiras galáxias permaneceram fora do nosso alcance observacional durante décadas”, acrescentaram. No entanto, o JWST mudou isso.
Os cosmólogos estimaram anteriormente que os primeiros aglomerados de estrelas começaram a fundir-se e a formar galáxias apenas algumas centenas de milhões de anos após o Huge Bang.
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Então, apenas 1 a 2 mil milhões de anos após o início da vida do Universo, as teorias atuais sugerem que estas primeiras protogaláxias chegaram à adolescência – formando-se em galáxias anãs que se devoraram umas às outras para se transformarem em galáxias como a nossa.
Mas encontrar o momento exato deste processo, e as velocidades a que ocorreram os primeiros passos, é um desafio porque a luz destas galáxias é muito ténue e a expansão do Universo esticou dramaticamente (ou desviou para o vermelho) os seus comprimentos de onda no espectro infravermelho.
Ao contrário do seu antecessor, o Telescópio Espacial Hubbleo JWST pode detectar luz no espectro infravermelho, dando ao telescópio acesso aos primeiros estágios do universo. Mas a luz das épocas extremamente antigas do nosso Universo ainda é demasiado fraca para ser detectada por si só.
Para contornar esta situação, os investigadores por trás das novas observações – feitas como parte do projeto Galactic Legacy Infrared Midplane Survey Extraordinaire (GLIMPSE) – aproveitaram um fenómeno conhecido como lente gravitacional para ampliar a luz distante destas primeiras galáxias.
Como Einstein descreveu em seu teoria da relatividade gerala gravidade é a curvatura e distorção do espaço-tempo na presença de matéria e energia. Este espaço curvo, por sua vez, dita como a energia e a matéria se movem.
Isso significa que, embora a luz viaje em linha reta, ela pode ser curvada e ampliada pela gravidade. Neste caso, a galáxia Abell S1063 fica entre a região que escolheram estudar e a nossa. sistema photo voltaicfocando a luz da galáxia primitiva para que ela possa ser vista por telescópios.
Ao apontar o JWST para esta região do espaço curvo e recolher lentamente a luz emitida por trás dela, os astrónomos levaram o telescópio ao limite das suas capacidades, captando os primeiros brilhos fracos das primeiras galáxias.
Se confirmado por estudos adicionais, estas candidatas a galáxias serão mais jovens do que a primeira galáxia confirmadaJADES-GS-z14-0, em cerca de 90 milhões de anos – colocando-os entre os primeiros que poderiam ser formados. E o facto de terem sido todos encontrados na mesma região do céu sugere que pode haver muito mais deles por aí.
Então, como é que galáxias como estas cresceram tão rapidamente? As respostas ao mistério cósmico permanecem indefinidas, mas é improvável que o façam. quebrar nossa compreensão atual da cosmologia. Em vez disso, os astrónomos estão a brincar com explicações que incluem o aparecimento mais cedo do que o previsto de buracos negros gigantes, o suggestions de explosões de supernovas ou mesmo a influência de energia escura para explicar a rápida formação das estrelas dentro deles.
