Webb mostra galxias plenamente formadas no incio do Universo

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 11/01/2023

Galxias mais distantes j vistas

Uma das grandes promessas do telescpio espacial James Webb a capacidade de enxergar mais longe do que qualquer outro instrumento j usado pela humanidade.

E, segundo nossa interpretao cosmolgica atual, enxergar mais longe significa enxergar o passado, vendo o Universo como ele era em sua infncia, uma vez que estamos vendo luzes que saram de suas origens – estrelas e galxias – h quase tantos bilhes de anos quanto a idade do Universo.

A grande expectativa era que, vendo o Universo to jovem, veramos os primrdios das galxias, dando aos astrnomos informaes sobre como elas comearam a se formar.

To logo as primeiras imagens comearam a chegar, porm, houve um verdadeiro estremecimento na comunidade cientfica: As galxias mais distantes j vistas pelo homem pareciam ser extremamente similares s mais prximas de ns, que so muito mais velhas.

Os primeiros cientistas que viram essas imagens rapidamente anunciaram que teramos que rever todo o nosso modelo padro da cosmologia, uma vez que a descrio que esse modelo faz do Universo no se sustentava com galxias to bem formadas to cedo, nascidas to pouco tempo depois do Big Bang.

A discusso se acalorou, mas as principais revistas publicaram artigos e pareceres pedindo cautela, afirmando que seria necessrio tempo para que as imagens do James Webb fossem analisadas com o cuidado necessrio. S com a publicao dos artigos cientficos seria possvel avaliar o impacto das novas imagens.

E assim se fez. S que agora o momento chegou, e os primeiros resultados comeam a ser publicados em artigos cientficos j devidamente analisados e revisados.

Mas, ao que tudo indica, as primeiras impresses foram as que ficaram: Se queramos um telescpio que revolucionasse nosso conhecimento da cosmologia, ns conseguimos.

Idade do Universo questionada

Os dados publicados agora, chamados Divulgao das Primeiras Observaes do JWST, incluem a descoberta de 87 galxias descritas como as “primeiras galxias conhecidas no Universo” – as mais antigas.

E suas idades so inesperadas: Elas parecem ter surgido em uma janela temporal entre 200 e 400 milhes de anos aps o Big Bang. O problema que, dentro do modelo do Big Bang, isso muito pouco tempo – nenhuma galxia teria tido tempo para se formar to cedo.

Certamente continua sendo prematuro afirmar que as observaes do Webb contestem o modelo do Big Bang, o que exigir sobretudo anlises mais aprofundadas dos espectros eletromagnticos dessas galxias formadas to cedo – pode ser que elas tenham simplesmente se formado muito rpido, e sua “precocidade” estar estampada nos elementos qumicos mais comuns em cada uma delas.

Contudo, ao menos o processo de formao das galxias precisar ser revisto.

“Encontrar um nmero to grande de galxias nas partes mais primitivas do Universo sugere que talvez precisemos revisar nossa compreenso anterior da formao de galxias,” disse Haojing Yan, da Universidade de Missouri, nos EUA. “Nossa descoberta nos d a primeira indicao de que muitas galxias podem ter se formado no Universo muito antes do que se pensava.”

“Houve estudos anteriores enfatizando que vemos muitas galxias com discos em desvios para o vermelho elevados, o que verdade, mas neste estudo tambm vemos muitas galxias com outras estruturas, como esferoides e formas irregulares, como vemos em desvios para o vermelho mais baixos,” destacou Jeyhan Kartaltepe, do Instituto de Tecnologia Rochester. “Isto significa que, mesmo com esses altos desvios para o vermelho, as galxias j estavam bastante evoludas e tinham uma ampla gama de estruturas.”

De qualquer forma, estas observaes do flego a modelos alternativos, como os que propem que o Universo pode ser mais velho do que parece.

Desvio para o vermelho

De posse das primeiras observaes do James Webb, os astrnomos saram em busca de galxias com desvios para o vermelho muito altos. O conceito de desvio para o vermelho na astronomia permite medir a distncia at objetos distantes observando como as cores mudam conforme as ondas de luz que eles emitem viajam at ns.

“Se uma fonte emissora de luz est se movendo em nossa direo, a luz est sendo ‘espremida’, e esse comprimento de onda mais curto representado pela luz azul, ou desvio para o azul,” explicou Yan. “Mas se essa fonte [de luz] est se afastando de ns, a luz que ela produz est sendo ‘esticada’ e muda para um comprimento de onda mais longo, que representado pela luz vermelha, ou desvio para o vermelho.”

A descoberta da expanso do Universo envolveu usar esse fenmeno para demonstrar que as galxias mais distantes esto se afastando de ns, e quanto mais distantes esto, mais rpido esto se afastando. Assim, encontrar galxias com desvios para o vermelho muito altos d aos astrnomos uma maneira de construir a histria inicial do Universo porque a distncia pode ser relacionada idade desses objetos.

“A velocidade da luz finita, por isso leva tempo para a luz percorrer uma distncia at chegar at ns,” explicou Yan. “Por exemplo, quando olhamos para o Sol, no estamos olhando para ele como ele se parece no presente, mas sim como ele parecia h oito minutos. Isso porque esse o tempo que leva para a radiao do Sol chegar at ns. Ento, quando estamos olhando para galxias que esto muito distantes, estamos olhando para suas imagens de muito tempo atrs.”

As primeiras observaes do Webb mostram galxias com desvios para o vermelho iguais a 11, superior ao da galxia mais antiga conhecida, que j havia questionado o Big Bang quando ela foi descoberta, h cerca de sete anos.

“At a liberao desses primeiros conjuntos de dados do JWST [em meados de julho de 2022], a maioria dos astrnomos acreditava que o Universo deveria ter muito poucas galxias com desvio para o vermelho acima de 11. No mnimo, nossos resultados desafiam essa viso. Acredito que essa descoberta apenas a ponta do iceberg porque os dados que usamos focavam apenas em uma rea muito pequena do Universo. Depois disso, prevejo que outras equipes de astrnomos encontraro resultados semelhantes em outras partes das vastas extenses do espao, pois o JWST continua a nos fornecer uma nova viso das partes mais profundas do nosso Universo,” concluiu Yan.

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