Astrofísicos do Goddard Space Flight Center da NASA apresentam os primeiros resultados de análises científicas
Os resultados do estudo, que foramdemonstrado na reunião anual da American Astronomical Society em Seattle mostrou que as jovens galáxias distantes do Universo primitivo são semelhantes em suas propriedades às raras, mas mais conhecidas, galáxias de ervilha verde localizadas na parte estudada do Universo.
Galáxias do Universo primordial na imagem Webb. Imagem: NASA, ESA, CSA e STScI
O que são galáxias ervilhas verdes?
Galáxias ervilha ou galáxias ervilha verde -este é um dos tipos de galáxias compactas com formação estelar muito ativa. Eles foram descobertos pela primeira vez em 2009 por astrônomos voluntários enquanto investigavam os resultados do Sloan Digital Sky Survey. Este é um estudo astronômico em larga escala do desvio para o vermelho de estrelas e galáxias, realizado usando o telescópio de grande angular de 2,5 metros do Apache Point Observatory.
Os resultados das observações foram analisados eclassificados por astrônomos voluntários que participaram do projeto Galaxy Zoo. Os pesquisadores encontraram nas imagens muitas pequenas galáxias que pareciam pontos verdes brilhantes semelhantes a ervilhas. Essas galáxias estão localizadas relativamente perto da Via Láctea: a uma distância de apenas algumas centenas de milhões de anos-luz (incomparável com 12-13 bilhões de anos-luz para as galáxias do Universo primitivo).
Galáxias de ervilha verde. Imagem: Richard Nowell, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons
As cores das galáxias ervilha são incomuns porqueuma parte significativa da radiação neles vem de nuvens de gás luminoso. As nuvens de gás produzem luz em um comprimento de onda específico, ao contrário das estrelas, que emitem em diferentes partes do espectro. Além disso, as galáxias ervilha são muito compactas, em média seu tamanho é de cerca de 5 mil anos-luz ou 5% do tamanho da Via Láctea.
O que "James Webb" investigou?
Três galáxias do início do Universo em uma imagem do céu profundo em torno do enorme aglomerado de galáxias SMACS 0723. Imagem: NASA, ESA, CSA e STScI
Em seu trabalho, os pesquisadores analisaram os dadoscoletados durante a exploração da região do céu profundo em torno do enorme aglomerado de galáxias SMACS 0723. Os primeiros resultados deste estudo produziram a mais famosa e primeira imagem publicada oficialmente pela equipe do Telescópio Espacial James Webb no verão de 2022.
A massa do aglomerado o torna uma lente gravitacional,que amplia e distorce a aparência das galáxias de fundo. Além de criar imagens coloridas, James Webb usou o Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) para analisar os espectros de galáxias selecionadas na área de estudo.
O que os astrofísicos viram?
Entre as galáxias mais escuras além do aglomerado estavamforam encontrados três objetos infravermelhos compactos que se parecem com ervilhas verdes. Ao mesmo tempo, o mais distante deles foi ampliado pela lente gravitacional SMACS 0723 em cerca de 10 vezes, o que possibilitou o exame detalhado de suas características. Ao mesmo tempo, a luz dela viajou mais de 13 bilhões de anos-luz até a Terra, e a galáxia existia quando o Universo tinha cerca de 5% de sua idade atual.
Análise de espectros de emissão dessas galáxias,corrigida para redshift, mostrou que os picos de emissão em diferentes comprimentos de onda dessas galáxias compactas do Universo primordial e das galáxias ervilha verde coincidem. As linhas de emissão mostram características de radiação de hidrogênio, oxigênio e neon.
Linhas espectrais de duas galáxias ervilha verde (em cima) e três novas galáxias do início do universo (em baixo). Imagem: Goddard Space Flight Center da NASA/Rhoads et al. 2023
Por que isso é importante?
As duas galáxias exploradas por Webb contêmoxigênio em cerca de 20% da Via Láctea. Isso é muito próximo das conhecidas galáxias de ervilha verde. A terceira galáxia é ainda mais incomum: contém cerca de 2% de oxigênio em proporção à Via Láctea e pode ser a galáxia quimicamente mais primitiva conhecida.
Vemos esses objetos como eles são.existiu até 13,1 bilhões de anos atrás, quando o universo era cerca de 5% mais velho que sua idade atual. E vemos que são galáxias jovens em todos os sentidos - cheias de estrelas jovens e gás luminoso que contém poucos produtos químicos reciclados de estrelas anteriores.
Sangita Malhotra, astrofísica do Goddard Space Flight Center da NASA e coautora do estudo
Esquerda:J122051+491255 é uma galáxia ervilha verde localizada a uma distância de cerca de 170 milhões de anos-luz da Terra. Direita: uma das novas galáxias 04590, cuja luz viajou 13,1 bilhões de anos-luz até a Terra. Imagem: SDSS e NASA, ESA, CSA e STScI
Descoberta de semelhanças entre as primeiras galáxias esistemas ervilha verde abre oportunidades únicas para um melhor estudo da evolução do universo. A proximidade dessas galáxias compactas com a Via Láctea possibilita o uso de uma ampla gama de instrumentos e observações para estudar os processos que parecem ter levado à formação de toda a diversidade do Universo moderno.
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