Duas equipas diferentes de astrónomos detectaram oxigénio na galáxia mais distante conhecida, a JADES-GS-z14-0. A descoberta, descrita em dois estudos separados, foi possível graças ao Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro. Esta detecção recorde faz com que os astrónomos tenham que repensar sobre quão rápido é que as galáxias se formaram no Universo primordial.
Descoberta no ano passado, a JADES-GS-z14-0 é a galáxia mais distante confirmada alguma vez observada: está tão longe da Terra que a sua luz demorou 13,4 mil milhões de anos a chegar até nós, o que significa que a vemos tal como era quando o Universo tinha menos de 300 milhões de anos, o que corresponde a cerca de 2% da sua idade actual. A nova detecção de oxigénio levada a cabo com o auxílio do ALMA, uma rede de telescópios instalada no deserto chileno do Atacama, sugere que esta galáxia é quimicamente muito mais madura do que se esperava.
“Esta galáxia se formou muito rapidamente, estando também a evoluir muito depressa.”
“É um pouco como encontrar um adolescente onde só esperávamos encontrar bebés”, explica Sander Schouws, candidato a doutoramento no Observatório de Leiden, Países Baixos, e primeiro autor do estudo holandês aceite para publicação na revista da especialidade The Astrophysical Journal. “Os resultados mostram que esta galáxia se formou muito rapidamente, estando também a evoluir muito depressa, o que a coloca num conjunto cada vez maior de provas de que a formação de galáxias no Universo primordial ocorreu muito mais depressa do que esperávamos”.
As galáxias começam normalmente as suas vidas repletas de estrelas jovens, as quais são principalmente constituídas por elementos leves como o hidrogénio e o hélio. À medida que as estrelas evoluem, são formados no seu interior elementos mais pesados como o oxigénio, que acabam dispersos pela galáxia quando as estrelas morrem. Os investigadores pensavam que, com 300 milhões de anos, o Universo era ainda demasiado jovem para ter galáxias repletas de elementos pesados. No entanto, os dois estudos levados a cabo com o ALMA indicam que a galáxia JADES-GS-z14-0 tem cerca de 10 vezes mais elementos pesados do que o esperado.
“Estes resultados bastante inesperados surpreenderam-me, porque nos abrem uma nova perspectiva sobre as primeiras fases da evolução galáctica”, diz Stefano Carniani, da Scuola Normale Superiore de Pisa, em Itália, e autor principal do artigo aceite para publicação na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. “A prova de que uma galáxia está já bastante madura num Universo ainda muito primordial levanta questões sobre quando e como é que as galáxias se formaram”.
A detecção de oxigénio também permitiu aos astrónomos fazer medições da distância à JADES-GS-z14-0 com muito mais precisão. “Esta detecção do ALMA dá-nos uma medição extraordinariamente precisa da distância a que esta galáxia se encontra e nós, com uma incerteza de apenas 0,005%. Este nível de precisão, que corresponde a uma exatidão de 5cm numa distância de 1km, ajuda-nos a compreender melhor as propriedades das galáxias distantes”, acrescenta Eleonora Parlanti, estudante de doutoramento na Scuola Normale Superiore de Pisa e co-autora do estudo a publicar na Astronomy & Astrophysics.
“Isto mostra a espantosa sinergia que existe entre o ALMA e o JWST.”
“Embora a JADES-GS-z14-0 tenha sido originalmente descoberta com o Telescópio Espacial James Webb, foi necessário utilizar o ALMA para confirmar e determinar com precisão a grande distância a que esta galáxia se encontra da Terra”, diz Rychard Bouwens, membro da equipa no Observatório de Leiden. “Isto mostra a espantosa sinergia que existe entre o ALMA e o JWST, e que nos ajuda a compreender melhor a formação e evolução das primeiras galáxias”.
Gergö Popping, astrónomo do ESO a trabalhar no Centro Regional Europeu do ALMA, que não participou nos estudos, comenta: “Fiquei realmente surpreendido com esta detecção inequívoca de oxigénio na JADES-GS-z14-0, que sugere que as galáxias se podem ter formado muito mais rapidamente após o Big Bang do que se pensava anteriormente. Este resultado mostra o importante papel que o ALMA desempenha na descoberta das condições em que as primeiras galáxias se formaram no nosso Universo”.
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