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James Webb pode ter quebrado o próprio recorde de galáxia mais distante já vista

Após bater o recorde de galáxia mais distante já observada no universo logo nos primeiros dias de operação, o telescópio James Webb continua detectando objetos muito antigos. Após novas pesquisas, os astrônomos calculam que algumas galáxias são tão distantes que surgiram pouco mais de 200 milhões de anos após o Big Bang.

Como sabemos a distâncias das galáxias

Na foto apelidada de “Webb's First Deep Field”, a primeira foto científica do novo telescópio, os astrônomos logo identificaram uma galáxia com Redshift (desvio para o vermelho) de 13, o que equivale a cerca de 300 milhões de anos após o Big Bang.

Devido à expansão do universo, a luz é distorcida enquanto viaja até nós: o comprimento de onda aumenta, enquanto a frequência e energia dos fótons (partículas que compõem a luz) diminui. Com isso, quando mais tempo a luz viaja, mais avermelhada fica. Ou seja, quanto mais vermelho um objeto no espaço, mais para o passado estamos olhando.

Essa galáxia encontrada por Webb, chamada GLASS-z13, tomou o recorde de mais distante já encontrada. O recorde anterior era da galáxia GN-z11, com redshift de 11,6. Isso indica que ela foi fotografa como era a 420 milhões de anos após o Big Bang.

Por que a distância é tão importante?

GLASS-z13, a galáxia mais distante já encontrada até então (Imagem: Naidu et al, P. Oesch, T. Treu, GLASS-JWST, NASA/CSA/ESA/STScI)
GLASS-z13, a galáxia mais distante já encontrada até então (Imagem: Naidu et al, P. Oesch, T. Treu, GLASS-JWST, NASA/CSA/ESA/STScI)

Uma nova série de resultados científicos com dados do Webb estão sugerindo novos recordes. Três novos artigos relatam resultados das análises que sugerem redshifts de até 20. Isso significa que estamos vendo as galáxias como eram cerca de 200 milhões de anos após o Big Bang.

Essas galáxias “bebês” possuem apenas 1.000 anos-luz de diâmetro e contêm apenas dezenas de milhões de estrelas. Hoje, galáxias como a nossa Via Láctea têm até mais de 100 mil anos-luz de diâmetro e hospedam centenas de bilhões de estrelas. Os astrônomos estimam que esses bebês observados possam ter apenas 20 milhões de anos, enquanto a Via Láctea tem cerca de 13 bilhões de anos.

Claro, essas galáxias distantes seriam muito diferentes hoje, se ainda existem, do que aparecem nessas imagens. Afinal, galáxias formam estrelas, algumas dessas estrelas explodem em supernovas e criam elementos mais pesados para formar estrelas mais ricas em metais. Mas observar como elas eram em suas “infâncias” pode revelar muito sobre a evolução do próprio universo.

Uma das descobertas importantes que podem vir com essas galáxias “bebês”, é sobre o fim da Era das Trevas cósmica. Todas as galáxias dos três novos artigos apresentam evidências de forte emissão de luz ultravioleta — justamente o tipo de radiação que causou a reionização do hidrogênio, colocando um fim à época das trevas do universo.

Ao longo dos anos, os astrônomos sugeriram diferentes fontes de tal luz ultravioleta, como a radiação das primeiras estrelas e galáxias ou até mesmo os fluxos de radiação dos primeiros buracos negros supermassivos. Se os novos artigos forem confirmados, é possível que o debate seja encerrado de uma vez por todas.

200 a 280 milhões de anos após o Big Bang

A primeira imagem colorida do James Webb revela muitas galáxias antigas (Imagem: Reprodução/ESA/CSA/STScI)
A primeira imagem colorida do James Webb revela muitas galáxias antigas (Imagem: Reprodução/ESA/CSA/STScI)

Uma equipe de astrônomos, liderada por Callum Donnan, da Universidade de Edimburgo, encontrou uma galáxia candidata a ter um redshift de 16,7, equivalendo a apenas 250 milhões de anos após o Big Bang, e outras cinco com redshift maior que 12.

Eles calcularam a luminosidade ultravioleta, obtendo uma média desse tipo de luz associada às galáxias em qualquer época específica. Quanto mais estrelas jovens estão sendo formadas em uma galáxia, mais luz ultravioleta ela emite. Assim, eles descobriram que nessas primeiras galáxias do universo havia radiação ultravioleta mais do que suficiente para causar a reionização.

As galáxias dos três artigos foram detectadas usando diferentes técnicas. Por exemplo, os astrônomos liderados por Haojing Yan, da Universidade de Missouri-Columbia, usaram a lente gravitacional criada pelo aglomerado de galáxias SMACS J0723 para detectar 88 galáxias de redshift elevado, incluindo algumas com redshift 20 — o que nos leva a 200 milhões de anos após o Big Bang.

Já o estudo liderado por Steven Finkelstein, da Universidade do Texas em Austin, descobriu uma galáxia com um desvio para o vermelho de 14,3, equivalente a 280 milhões de anos após o Big Bang. Esta galáxia também pode ter sido vista pelo Telescópio Espacial Hubble, mas não foi reconhecida na época.

Os três estudos foram publicados entre os dias 23 e 25 de julho e ainda aguardam revisão de pares. Portanto, não podemos confirmar a precisão dos cálculos, mas as expectativas são grandes — principalmente para o que o James Webb ainda fará nos próximos meses e anos.

Fonte: Canaltech

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