{"id":6385,"date":"2023-09-22T06:26:09","date_gmt":"2023-09-22T05:26:09","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6385"},"modified":"2023-09-22T06:26:09","modified_gmt":"2023-09-22T05:26:09","slug":"alma-e-james-webb-observam-o-mais-distante-proto-enxame-galactico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/09\/22\/alma-e-james-webb-observam-o-mais-distante-proto-enxame-galactico\/","title":{"rendered":"ALMA e James Webb observam o mais distante proto-enxame gal\u00e1ctico"},"content":{"rendered":"
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Esquerda: impress\u00e3o de artista da \u00e1rea “metropolitana” do proto-enxame A2744ODz7p9 revelada pelo Telesc\u00f3pio Espacial James Webb e pelo ALMA. Direita: impress\u00e3o de artista do que a \u00e1rea “metropolitana” se ir\u00e1 tornar daqui a dezenas de milh\u00f5es de anos, ap\u00f3s o tempo observado.
Cr\u00e9dito: NAOJ<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Uma colabora\u00e7\u00e3o internacional liderada pelo professor assistente Takuya Hashimoto (Universidade de Tsukuba, Jap\u00e3o) e pelo investigador Javier \u00c1lvarez-M\u00e1rquez (Centro de Astrobiologia, Espanha) utilizou o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb (JWST) e o ALMA (Atacama Large Millimeter\/submillimeter Array) para observar o proto-enxame de gal\u00e1xias mais distante at\u00e9 \u00e0 data, a 13,14 mil milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia. Esta observa\u00e7\u00e3o profunda revelou o n\u00facleo denso e “metropolitano” deste proto-enxame, indicando um crescimento gal\u00e1ctico acelerado. As simula\u00e7\u00f5es sugerem que esta regi\u00e3o ir\u00e1 fundir-se numa gal\u00e1xia singular e massiva nas dezenas de milh\u00f5es de anos seguintes, fornecendo informa\u00e7\u00f5es sobre o nascimento e evolu\u00e7\u00e3o das primeiras gal\u00e1xias.<\/p>\n\n\n\n

O estudo da forma como as estrelas individuais nascem e morrem nas gal\u00e1xias, de como novas estrelas nascem a partir de remanescentes de estrelas antigas e de como as gal\u00e1xias crescem s\u00e3o temas importantes na astronomia, uma vez que permitem conhecer as nossas ra\u00edzes no Universo. Os enxames de gal\u00e1xias, uma das estruturas mais significativas do Universo, re\u00fanem mais de 100 gal\u00e1xias ligadas entre si pela for\u00e7a gravitacional m\u00fatua. Observa\u00e7\u00f5es de gal\u00e1xias pr\u00f3ximas mostraram que o crescimento de uma gal\u00e1xia depende do seu ambiente, no sentido em que popula\u00e7\u00f5es estelares maduras s\u00e3o normalmente vistas em regi\u00f5es onde as gal\u00e1xias est\u00e3o densamente agrupadas. Este facto \u00e9 referido como o “efeito ambiente”.<\/p>\n\n\n\n

Embora o efeito ambiente tenha sido considerado uma pe\u00e7a essencial para compreender a forma\u00e7\u00e3o e evolu\u00e7\u00e3o das gal\u00e1xias, n\u00e3o se sabe muito bem quando \u00e9 que ele teve in\u00edcio na hist\u00f3ria do Universo. Uma das chaves para compreender este facto \u00e9 observar os antepassados dos enxames de gal\u00e1xias pouco depois do nascimento do Universo, conhecidos como proto-enxames de gal\u00e1xias; estes s\u00e3o conjuntos de cerca de dez gal\u00e1xias distantes. Felizmente, a astronomia permite-nos observar o Universo distante tal como ele era no passado. Por exemplo, a luz de uma gal\u00e1xia a 13 mil milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia demora 13 mil milh\u00f5es de anos a chegar \u00e0 Terra, pelo que o que observamos agora \u00e9 o aspeto dessa gal\u00e1xia h\u00e1 13 mil milh\u00f5es de anos. No entanto, a luz que viaja 13 mil milh\u00f5es de anos-luz torna-se mais t\u00e9nue, pelo que os telesc\u00f3pios que a observam t\u00eam de ter uma elevada sensibilidade e resolu\u00e7\u00e3o espacial.<\/p>\n\n\n

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A imagem colorida de fundo mostra um mapa da intensidade da luz (a cor mais vermelha mostra uma emiss\u00e3o mais forte) na regi\u00e3o do n\u00facleo do proto-enxame A2744ODz7p9, adquirida com o instrumento NIRCam a bordo do JWST. O tamanho da imagem corresponde a cerca de metade do raio da Via L\u00e1ctea.
Esquerda: os contornos mostram a distribui\u00e7\u00e3o da luz emitida pelo oxig\u00e9nio ionizado, obtida com o instrumento NIRSpec a bordo do JWST. Foram identificadas 4 gal\u00e1xias a 13,14 mil milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia.
Direita: os contornos mostram a distribui\u00e7\u00e3o da emiss\u00e3o de poeira de tr\u00eas das quatro gal\u00e1xias. O c\u00edrculo branco no canto inferior esquerdo da figura indica o tamanho do feixe de dados do ALMA.
Cr\u00e9dito: JWST (NASA, ESA, CSA), ALMA (ESO\/NOAJ\/NRAO), T. Hashimoto et al.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A equipa de investiga\u00e7\u00e3o come\u00e7ou por observar a regi\u00e3o central deste proto-enxame usando o JWST. Recorrendo ao NIRSpec, um instrumento que observa espectros em comprimentos de onda que v\u00e3o do vis\u00edvel ao infravermelho pr\u00f3ximo, a equipa fez observa\u00e7\u00f5es de espetroscopia de campo integral que podem obter simultaneamente espectros de todos os locais dentro do campo de vis\u00e3o. A equipa detetou com sucesso luz ionizada de i\u00f5es de oxig\u00e9nio ([OIII] 5008 \u00c5) de quatro gal\u00e1xias numa regi\u00e3o quadrangular com 36.000 anos-luz de lado, o que equivale a metade do raio da Via L\u00e1ctea. Com base no desvio para o vermelho desta luz (o alongamento do comprimento de onda devido \u00e0 expans\u00e3o c\u00f3smica), a dist\u00e2ncia das quatro gal\u00e1xias \u00e0 Terra foi identificada como sendo de 13,14 mil milh\u00f5es de anos-luz. “Fiquei surpreendido quando identific\u00e1mos quatro gal\u00e1xias atrav\u00e9s da dete\u00e7\u00e3o da emiss\u00e3o de i\u00f5es de oxig\u00e9nio quase \u00e0 mesma dist\u00e2ncia. As ‘gal\u00e1xias candidatas’ na regi\u00e3o do n\u00facleo eram de facto membros do proto-enxame mais distante,” diz Yuma Sugahara (Waseda\/NAOJ), que liderou a an\u00e1lise dos dados do JWST.<\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m disso, a equipa de investiga\u00e7\u00e3o prestou aten\u00e7\u00e3o aos dados de arquivo do ALMA, que j\u00e1 tinham sido adquiridos para esta regi\u00e3o. Estes dados captam as emiss\u00f5es r\u00e1dio da poeira c\u00f3smica nestas gal\u00e1xias distantes. Como resultado das an\u00e1lises, detetaram emiss\u00f5es de poeira de tr\u00eas das quatro gal\u00e1xias. Esta \u00e9 a primeira dete\u00e7\u00e3o de emiss\u00f5es de poeira em gal\u00e1xias membros de um proto-enxame t\u00e3o distante no tempo. Pensa-se que a poeira c\u00f3smica nas gal\u00e1xias seja fornecida por explos\u00f5es de supernova no final da evolu\u00e7\u00e3o de estrelas massivas nas gal\u00e1xias, que fornecem o material para novas estrelas. Por conseguinte, grandes quantidades de poeira numa gal\u00e1xia indicam que muitas das estrelas de primeira gera\u00e7\u00e3o da gal\u00e1xia j\u00e1 completaram as suas vidas e que a gal\u00e1xia est\u00e1 a crescer. O professor Luis Colina (Centro de Astrobiologia, Espanha) descreve o significado dos resultados: “A emiss\u00e3o de poeira c\u00f3smica n\u00e3o foi detetada em gal\u00e1xias membros do proto-enxame fora da regi\u00e3o do n\u00facleo. Os resultados indicam que muitas gal\u00e1xias est\u00e3o agrupadas numa pequena regi\u00e3o e que o crescimento das gal\u00e1xias \u00e9 acelerado, sugerindo que os efeitos ambientais existiam apenas ~700 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang.”<\/p>\n\n\n

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Simula\u00e7\u00f5es da forma\u00e7\u00e3o e do futuro do n\u00facleo gal\u00e1ctico do proto-enxame A2744z7p9OD. (a) Densidade do g\u00e1s numa regi\u00e3o semelhante ao proto-enxame A2744z7p9OD com uma idade cosmol\u00f3gica de 689 milh\u00f5es de anos. (b) Uma vista ampliada da regi\u00e3o do n\u00facleo em (a) correspondente \u00e0 regi\u00e3o observada pelo JWST. O mapa de cores indica a distribui\u00e7\u00e3o da luz dos i\u00f5es de oxig\u00e9nio. (b) a (d) mostram a evolu\u00e7\u00e3o do objeto simulado: as quatro gal\u00e1xias fundem-se gradualmente e evoluem para uma entidade maior.
Cr\u00e9dito: T. Hashimoto et al.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Al\u00e9m disso, a equipa de investiga\u00e7\u00e3o realizou uma simula\u00e7\u00e3o de forma\u00e7\u00e3o gal\u00e1ctica para testar teoricamente como se formaram e evolu\u00edram as quatro gal\u00e1xias na regi\u00e3o do n\u00facleo. Os resultados mostraram que existia uma regi\u00e3o de part\u00edculas densas de g\u00e1s cerca de 680 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, e que se formaram quatro gal\u00e1xias, semelhantes \u00e0 regi\u00e3o observada do n\u00facleo. Para acompanhar a evolu\u00e7\u00e3o destas quatro gal\u00e1xias, a simula\u00e7\u00e3o calculou processos f\u00edsicos como a cinem\u00e1tica das estrelas e do g\u00e1s, rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas, forma\u00e7\u00e3o estelar e supernovas. As simula\u00e7\u00f5es mostraram que as quatro gal\u00e1xias se fundem e evoluem para uma \u00fanica gal\u00e1xia maior em algumas dezenas de milh\u00f5es de anos, o que \u00e9 uma escala de tempo curta na evolu\u00e7\u00e3o do Universo. “Reproduzimos com sucesso as propriedades das gal\u00e1xias na regi\u00e3o do n\u00facleo devido \u00e0 elevada resolu\u00e7\u00e3o espacial das nossas simula\u00e7\u00f5es e ao grande n\u00famero de amostras de gal\u00e1xias de que dispomos. No futuro, gostar\u00edamos de explorar o mecanismo de forma\u00e7\u00e3o da regi\u00e3o do n\u00facleo e as suas propriedades din\u00e2micas com mais pormenor”, diz Yurina Nakazato, uma estudante licenciada da Universidade de T\u00f3quio, que analisou os dados da simula\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Javier \u00c1lvarez-M\u00e1rquez (Centro de Astrobiologia, Espanha) diz: “Vamos efetuar observa\u00e7\u00f5es mais sens\u00edveis do proto-enxame A2744z7p9OD com o ALMA para ver se existem gal\u00e1xias que n\u00e3o eram vis\u00edveis com a sensibilidade anterior. Vamos tamb\u00e9m aplicar as observa\u00e7\u00f5es do JWST e do ALMA, que provaram ser muito poderosas, a mais proto-enxames para elucidar o mecanismo de crescimento das gal\u00e1xias e para explorar as nossas ra\u00edzes no Universo”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Observat\u00f3rio ALMA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade de Tsukuba (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal Letters)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
ScienceDaily<\/a>
PHYSORG<\/a><\/p>\n\n\n\n

Enxame de gal\u00e1xias:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

ALMA:<\/strong>
P\u00e1gina principal<\/a>
ALMA (NRAO)<\/a>
ALMA (ESO)<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
Programas DD-ERS do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 2 GO do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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