CCVAlg – Astronomia Centro Ciência Viva do Algarve – Astronomia
Crédito: NASA, ESA, CSA e K. Nakajima et al., Nature
Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e um fenómeno natural conhecido como lente gravitacional para obter uma caracterização definitiva de LAP1-B, uma galáxia ultrafraca com 13 mil milhões de anos. Aprofundando as deteções iniciais, este novo estudo revelou uma abundância extremamente baixa de oxigénio – apenas 1/240 da do Sol, um recorde. Este estado quimicamente primitivo, aliado a uma elevada proporção carbono-oxigénio e a um halo dominante de matéria escura, sugere que LAP1-B é a tão procurada “antecessora” das misteriosas galáxias fósseis encontradas hoje perto da nossa Via Láctea.
Logo após o Big Bang, o Universo continha apenas elementos leves, como hidrogénio e hélio. Os elementos mais pesados, como o oxigénio e o carbono, foram forjados muito mais tarde no interior das primeiras estrelas. Durante décadas, os astrónomos tentaram encontrar o momento em que estas “estrelas de primeira geração” começaram a espalhar elementos mais pesados pelo cosmos. No entanto, as galáxias mais antigas que albergam essas estrelas jovens e primordiais são tão pequenas e ténues que observar a sua composição química era praticamente impossível – até agora.
Uma equipa de investigação liderada por Kimihiko Nakajima, da Universidade de Kanazawa, e que inclui Masami Ouchi, do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan) e da Universidade de Tóquio, centrou-se numa minúscula galáxia ultrafraca denominada LAP1-B. A sua luz foi ampliada 100 vezes por um fenómeno chamado “lente gravitacional”, em que a gravidade de um enorme enxame de galáxias atua como uma gigante e natural lente de telescópio no espaço. Ao observar esta manchinha durante mais de 30 horas com o JWST, a equipa determinou que a abundância de oxigénio da galáxia é aproximadamente 1/240 da do Sol. “Fiquei imediatamente entusiasmado com a extrema falta de oxigénio”, diz Nakajima. “Encontrar uma galáxia num estado tão primitivo é surpreendente. É uma assinatura química que indica claramente uma galáxia primordial captada nos momentos logo após a sua formação”.
Para além da sua natureza primitiva, a galáxia apresenta um elevado rácio de abundância carbono-oxigénio. Esta relação única de elementos está em estreita conformidade com as previsões teóricas do material disperso pelas explosões das primeiras estrelas do Universo.
A equipa também descobriu que LAP1-B é incrivelmente leve – menos de 3300 vezes a massa do Sol -, o que sugere que a maior parte da galáxia consiste de matéria escura invisível. Esta característica, juntamente com a sua composição química única, torna-a uma correspondência quase perfeita para as “galáxias anãs ultrafracas” encontradas hoje perto da nossa Via Láctea, que são extremamente ténues, pequenas e contêm muito poucas estrelas.
“As galáxias anãs ultrafracas não são apenas as galáxias mais ténues; são compostas por estrelas antigas com mais de 12 mil milhões de anos e são frequentemente descritas como ‘fósseis do Universo'”, explica Ouchi. “Os astrónomos suspeitavam que pudessem ser os vestígios das primeiras galáxias do Universo devido à ausência de elementos pesados, mas nunca tiveram uma ligação direta – até encontrarmos LAP1-B”.
Ouchi continua: “É uma grande surpresa descobrir que LAP1-B se parece exatamente com a ‘antecessora’ que apenas tínhamos imaginado nas teorias. Isto ajuda-nos a resolver o mistério de por que razão estes fósseis cósmicos sobreviveram na sua forma atual até aos dias de hoje”.
Esta descoberta estabelece uma nova forma de mapear o nascimento dos elementos e a formação das estruturas mais antigas do Universo. No futuro, a equipa planeia utilizar o Webb para procurar objetos ainda mais primitivos, com o objetivo de encontrar as primeiras galáxias alguma vez formadas.
// NAOJ (comunicado de imprensa)
// Universidade de Kanazawa (comunicado de imprensa)
// ICRR, Universidade de Tóquio (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature)
// Artigo científico (arXiv)
Saiba mais:
Galáxia anã:
Wikipedia
Galáxias anãs ultrafracas (Wikipedia)
Lentes gravitacionais:
Wikipedia
Matéria escura:
Wikipedia
JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
ESA
ESA/Webb
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