Astrônomos descobrem galáxia além do fim do mundo

Cientistas estimam por meio de observações e simulações de computador que o universo provavelmente contém algo próximo a dois trilhões de galáxias. E uma delas, localizada a quase 13,5 bilhões de anos-luz de distância, foi confirmada como a mais antiga encontrada até hoje.

Usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrônomos conseguiram datar a galáxia em apenas 367 milhões de anos antes do big bang, confirmando a descoberta feita pela primeira vez pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST). O recordista anterior da galáxia observada mais antiga era GN-z11, que se acredita ter se formado cerca de 400 milhões de anos após o big bang.

A galáxia, chamada GHZ2/GLASS-z12, foi detectada pela primeira vez em julho de 2022, pouco depois de o JWST ter sido ativado. Os resultados foram publicados em um artigo em novembro, mas os cientistas queriam confirmar os resultados usando outro instrumento.

O ALMA apontou suas 66 antenas de 12 metros de comprimento para a galáxia e encontrou uma linha de emissão de oxigênio nas proximidades. A análise de acompanhamento confirmou que estava relacionado ao GHZ2/GLASS-z12.

Os astrônomos estavam procurando a emissão porque, quando a luz passa pelo oxigênio, ela é reemitida em uma faixa específica de comprimentos de onda. O oxigênio também é criado de forma relativamente rápida em comparação com a maioria dos outros elementos, por isso é frequentemente usado para investigar galáxias distantes.

“Realizamos testes detalhados nas observações para confirmar que esta é realmente uma detecção robusta e muito difícil de explicar por meio de qualquer outra interpretação”, disse Tom Bakx, astrônomo da Universidade de Nagoya, no Japão, e um dos líderes da equipe do National Astronomical Observatório do Japão.

A pequena variação de onde a galáxia parece estar e a emissão de oxigênio sugerem que explosões massivas quando a galáxia se formou podem ter empurrado o oxigênio para o espaço intergaláctico. Enquanto o espaço intergaláctico é amplamente percebido como vazio, com menos de um átomo de matéria por metro quadrado, as vastas extensões entre as galáxias significam que a matéria entre as galáxias representa cerca de 50 a 80% de toda a matéria comum no universo.

A equipe conseguiu usar seus testes para teorizar que a galáxia formou elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio relativamente cedo. O hidrogênio e o hélio são os elementos mais abundantes no universo e compunham a maior parte antes das estrelas se formarem e começarem a criar novos elementos ao esmagar os átomos em seus núcleos. Acredita-se que esses elementos permaneceram presos dentro das estrelas até que as primeiras estrelas explodissem, permitindo que se espalhassem pelo universo.

O fato de uma galáxia primitiva como GHZ2/GLASS-z22 ter oxigênio tão cedo na formação do universo fornece pistas sobre a linha do tempo das primeiras estrelas, que ainda não foram observadas diretamente.

Acredita-se que o big bang, teorizado como o início do universo, tenha ocorrido há cerca de 13,8 bilhões de anos. Se for verdade, isso significaria que o GHZ2-GLASS-z12 se formou em seus primeiros dias, apenas centenas de milhões de anos após o big bang.

“Essas observações profundas do ALMA fornecem evidências robustas da existência de galáxias nas primeiras centenas de milhões de anos após o big bang e confirmam os resultados surpreendentes das observações do Webb”, dise Jorge Zavala, co-líder de Bakx no Observatório Astronômico Nacional do Japão.

“O poder combinado do Webb e do conjunto de radiotelescópios ALMA nos dá a confiança para empurrar nossos horizontes cósmicos cada vez mais perto do alvorecer do Universo”, acrescentou.