Galáxia é encontrada na borda do Universo que observamos! Entenda o que o JWST encontrou

Uma das missões do telescópio espacial James Webb (JWST) é observar galáxias no Universo quando este ainda era jovem. A tecnologia que permite que o JWST consiga observar essas primeiras galáxias é a possibilidade de observar no infravermelho. O infravermelho é o comprimento de luz que chega até nós dessas galáxias antigas. Isso nos permite "olhar para trás no tempo" e observar o Universo centenas de milhões de anos após o Big Bang.

A missão do JWST de observar essas galáxias tem um peso científico muito grande que é entender o processo exato de formação de galáxias. Essa pergunta ainda permanece um mistério dentro da Astronomia e o processo de formação galáctico desafia os modelos cosmológicos que temos hoje. A existência de galáxias brilhantes e massivas no Universo muito jovem sugere que a formação estelar e galáctica pode ter ocorrido de forma mais rápida do que se imaginava.

Recentemente, o JWST conseguiu quebrar o próprio recorde ao identificar a galáxia mais antiga já observada. A galáxia recebeu o nome de MoM-z14 e foi observada pelo telescópio em um região de quando o Universo tinha apenas 280 milhões de anos após o Big Bang. Essa galáxia quebra o recorde da JADES que tinha cerca de 330 milhões de anos após o Big Bang. Além disso, a MoM-z14 trouxe informações mais precisas sobre o processo de formação estelar.

Galáxias antigas

O JWST consegue observar em infravermelho que é a luz que observamos quando queremos enxergar galáxias no Universo jovem. Isso acontece por causa da expansão do espaço-tempo que faz com que o comprimento de onda da luz emitida das galáxias seja esticado até comprimentos do infravermelho. Dessa forma, o JWST consegue observar as primeiras galáxias que se formaram e o brilho das primeiras estrelas.

As primeiras observações de galáxias nessa época do Universo aconteceu através do telescópio Hubble. No entanto, a tecnologia do telescópio Hubble não era suficiente para coletar dados com qualidade. Com isso, o estudo dessas estruturas iniciais do Universo tem hipóteses baseadas em dados antigos que o JWST está melhorando. Hoje, sabe-se que formação estelar e galáctica parece ter ocorrido de forma mais rápida do que se achava.

Era das Trevas

A borda do Universo nesse caso é a borda da era que chamamos de Era das Estrelas onde a luz por estrelas e galáxias dominam. Antes dessa era, existia a Era das Trevas Cósmica que foi um período na história do universo que começou aproximadamente 380 mil anos após o Big Bang e centenas de bilhões de anos. Nesse estágio, o Universo havia resfriado o suficiente para que prótons e elétrons se combinassem, formando átomos de hidrogênio neutro.

Com maior parte da componente como hidrogênio neutro, o Universo não havia fontes de luz sendo escuro e opaco para luz. O fim da Era das Trevas marcou o início da Época da Reionização, quando as primeiras estrelas e galáxias começaram a se formar. A luz ultravioleta emitida por esses objetos primordiais reionizou o hidrogênio neutro. Essa reionização permitiu que o Universo tivesse fontes de luz e as primeiras estruturas se formaram.

MoM-z14

O JWST procura observar essas primeiras estrelas e galáxias que se formaram justamente entre o fim da Era das Trevas e começo da reionização. Há pouco tempo, a galáxia mais antiga foi observada quando Universo tinha apenas 330 milhões de anos. Hoje, o recorde foi quebrado mais uma vez pela galáxia MoM-z14 a 280 milhões de anos após o Big Bang, ou seja, quando o Universo tinha aproximadamente 2% de sua idade atual.

A MoM-z14 concorda com descobertas anteriores que mostram que naquela época já havia galáxias brilhantes e massivas que não eram esperads pelo modelo. Essa galáxia sugere que os processos de formação estelar e galáctica podem ter sido muito mais eficientes no universo primitivo do que se pensava. MoM-z14 é compacta, com pouca poeira e uma alta taxa de formação estelar recente, características que indicam uma evolução galáctica acelerada.

Universo jovem

Estudar o Universo jovem nos dá informações sobre como ocorreu a formação de estrelas e, principalmente de elementos. Uma das descobertas importantes que a MoM-z14 trouxe foi que a maior parte do seu brilho está em forma de estrelas e não de AGNs. Isso mostra que o processo de formação estelar era mais intenso do que outras observações indicavam. Podendo indicar se o que veio primeiro foram buracos negros supermassivos ou galáxias.

Compreender essa era do Universo ainda muito jovem é importante porque as propriedades das primeiras galáxias influenciaram toda a evolução cósmica e composição química. A formação estelar e a reionização do universo são processos diretamente ligados a esse período. Estudar as galáxias e quasares possibilitam testar e refinar modelos cosmológicos descrevendo como a matéria visível, matéria escura e energia escura moldaram o Universo.

Referência da notícia

A Cosmic Miracle: A Remarkably Luminous Galaxy at z = 14.44 Confirmed with JWST. 16 de maio, 2025. Naidu, et al.