{"id":6697,"date":"2024-01-23T07:35:17","date_gmt":"2024-01-23T06:35:17","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6697"},"modified":"2024-01-23T07:35:18","modified_gmt":"2024-01-23T06:35:18","slug":"webb-revela-que-as-fusoes-galacticas-sao-a-solucao-para-um-misterio-do-universo-primitivo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/01\/23\/webb-revela-que-as-fusoes-galacticas-sao-a-solucao-para-um-misterio-do-universo-primitivo\/","title":{"rendered":"Webb revela que as fus\u00f5es gal\u00e1cticas s\u00e3o a solu\u00e7\u00e3o para um mist\u00e9rio do Universo primitivo"},"content":{"rendered":"
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\"Esta<\/a>
Esta imagem mostra a gal\u00e1xia EGSY8p7, uma gal\u00e1xia brilhante do Universo primitivo, onde a emiss\u00e3o de luz \u00e9 vista, entre outras coisas, dos \u00e1tomos excitados de hidrog\u00e9nio – emiss\u00e3o Lyman-\u03b1. A gal\u00e1xia foi identificada num campo de gal\u00e1xias jovens estudadas pelo Webb no levantamento CEERS. Nos dois pain\u00e9is de baixo, a alta sensibilidade do Webb deteta esta gal\u00e1xia distante juntamente com as suas duas gal\u00e1xias companheiras, onde observa\u00e7\u00f5es anteriores apenas viam uma gal\u00e1xia maior no seu lugar.
Esta descoberta de um enxame de gal\u00e1xias em intera\u00e7\u00e3o lan\u00e7a luz sobre o mist\u00e9rio da raz\u00e3o pela qual a emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio da EGSY8p7, envolta em g\u00e1s neutro formado ap\u00f3s o Big Bang, deveria ser vis\u00edvel. Os astr\u00f3nomos conclu\u00edram que a intensa atividade de forma\u00e7\u00e3o estelar no interior destas gal\u00e1xias em intera\u00e7\u00e3o energizou a emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio e eliminou grandes quantidades de g\u00e1s das suas imedia\u00e7\u00f5es, permitindo que a inesperada emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio escapasse.
O mosaico do topo foi montado a partir de m\u00faltiplas exposi\u00e7\u00f5es captadas pelo instrumento NIRCam do Webb, no \u00e2mbito do levantamento CEERS. A imagem de EGSY8p7, em grande plano, foi recentemente processada, fazendo uso de dados NIRCam captados com sete filtros no infravermelho pr\u00f3ximo.
Cr\u00e9dito: ESA\/Webb, NASA & CSA, S. Finkelstein (Universidade do Texas em Austin), M. Bagley (Universidade do Texas em Austin), R. Larson (Universidade do Texas em Austin), A. Pagan (STSCI), C. Witten, M. Zamani (ESA\/Webb)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Um dos principais objetivos do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA\/ESA\/CSA \u00e9 estudar o Universo primitivo. Agora, a resolu\u00e7\u00e3o e sensibilidade inigual\u00e1veis do instrumento NIRCam do Webb revelaram, pela primeira vez, o que existe no ambiente local das gal\u00e1xias no in\u00edcio do Universo. Isto resolveu um dos mist\u00e9rios mais intrigantes da astronomia – a raz\u00e3o pela qual os astr\u00f3nomos detetam luz de \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio que deveria ter sido totalmente bloqueada pelo g\u00e1s pristino que se formou ap\u00f3s o Big Bang. Estas novas observa\u00e7\u00f5es do Webb encontraram pequenos e t\u00e9nues objetos em torno das pr\u00f3prias gal\u00e1xias que mostram a “inexplic\u00e1vel” emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio. Em conjunto com simula\u00e7\u00f5es de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o de gal\u00e1xias no Universo primitivo, as observa\u00e7\u00f5es mostraram que a fus\u00e3o ca\u00f3tica destas gal\u00e1xias vizinhas \u00e9 a fonte da emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio.<\/p>\n\n\n\n

A luz viaja a uma velocidade finita (300.000 quil\u00f3metros por segundo), o que significa que quanto mais longe estiver uma gal\u00e1xia, mais tempo a sua luz demora a chegar ao nosso Sistema Solar. Consequentemente, as observa\u00e7\u00f5es das gal\u00e1xias mais distantes n\u00e3o s\u00f3 permitem sondar os confins do Universo, como tamb\u00e9m nos permitem estudar o Universo tal como este era no passado. Para estudar o Universo primitivo, os astr\u00f3nomos necessitam de telesc\u00f3pios excecionalmente potentes, capazes de observar gal\u00e1xias muito distantes – e, portanto, muito t\u00e9nues. Uma das principais capacidades do Webb \u00e9 a de observar essas gal\u00e1xias muito distantes e, portanto, de sondar a hist\u00f3ria do Universo inicial. Uma equipa internacional de astr\u00f3nomos deu um excelente uso a este espantoso talento do Webb para resolver um mist\u00e9rio de longa data na astronomia.<\/p>\n\n\n\n

As gal\u00e1xias mais antigas eram locais de forma\u00e7\u00e3o estelar vigorosa e ativa e, como tal, eram fontes ricas de um tipo de luz emitida por \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio chamada emiss\u00e3o Lyman-\u03b1. No entanto, durante a \u00e9poca da reioniza\u00e7\u00e3o, uma imensa quantidade de g\u00e1s hidrog\u00e9nio neutro rodeava estas \u00e1reas de forma\u00e7\u00e3o estelar ativa (tamb\u00e9m conhecidas como ber\u00e7\u00e1rios estelares). A \u00e9poca da reioniza\u00e7\u00e3o foi uma fase muito precoce da hist\u00f3ria do Universo que teve lugar ap\u00f3s a recombina\u00e7\u00e3o – a primeira fase ap\u00f3s o Big Bang. Durante a reioniza\u00e7\u00e3o, come\u00e7aram a formar-se nuvens de g\u00e1s mais densas, dando origem a estrelas e, eventualmente, a gal\u00e1xias inteiras, cuja luz reionizou gradualmente o hidrog\u00e9nio gasoso produzido durante a recombina\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, o espa\u00e7o entre as gal\u00e1xias era preenchido por uma maior quantidade deste g\u00e1s neutro do que atualmente \u00e9. O g\u00e1s pode absorver e dispersar muito eficazmente este tipo de emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio, pelo que os astr\u00f3nomos h\u00e1 muito que previram que a abundante emiss\u00e3o Lyman-\u03b1 libertada no Universo primitivo n\u00e3o deveria ser observ\u00e1vel hoje. No entanto, esta teoria nem sempre resistiu ao escrut\u00ednio, uma vez que os astr\u00f3nomos observaram exemplos muito antigos de emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio. Isto tem representado um mist\u00e9rio: como \u00e9 que esta emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio – que deveria ter sido absorvida ou dispersa h\u00e1 muito tempo – est\u00e1 a ser observada? Callum Witten, investigador da Universidade de Cambridge e principal respons\u00e1vel pelo novo estudo, explica:<\/p>\n\n\n\n

“Uma das quest\u00f5es mais intrigantes que as observa\u00e7\u00f5es anteriores apresentavam era a dete\u00e7\u00e3o da luz dos \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio no Universo muito primitivo, que deveria ter sido totalmente bloqueada pelo g\u00e1s neutro pristino que se formou ap\u00f3s o Big Bang. Foram sugeridas, anteriormente, muitas hip\u00f3teses para explicar a grande fuga desta emiss\u00e3o ‘inexplic\u00e1vel'”.<\/p>\n\n\n\n

A descoberta da equipa foi poss\u00edvel gra\u00e7as \u00e0 extraordin\u00e1ria combina\u00e7\u00e3o de resolu\u00e7\u00e3o angular e sensibilidade do Webb. As observa\u00e7\u00f5es com o instrumento NIRCam do Webb foram capazes de resolver gal\u00e1xias mais pequenas e mais fracas que rodeiam as gal\u00e1xias brilhantes das quais a emiss\u00e3o “inexplic\u00e1vel” de hidrog\u00e9nio tinha sido detetada. Por outras palavras, os arredores destas gal\u00e1xias parecem ser um local muito mais movimentado do que se pensava, repleto de gal\u00e1xias pequenas e t\u00e9nues. Crucialmente, estas gal\u00e1xias mais pequenas estavam a interagir e a fundir-se umas com as outras, e o Webb revelou que as fus\u00f5es gal\u00e1cticas desempenham um papel importante na explica\u00e7\u00e3o da misteriosa emiss\u00e3o das gal\u00e1xias mais antigas. Sergio Martin-Alvarez, membro da equipa da Universidade de Stanford, acrescenta:<\/p>\n\n\n\n

“Onde o Hubble via apenas uma grande gal\u00e1xia, o Webb v\u00ea um enxame de gal\u00e1xias mais pequenas em intera\u00e7\u00e3o, e esta revela\u00e7\u00e3o teve um enorme impacto na nossa compreens\u00e3o da inesperada emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio de algumas das primeiras gal\u00e1xias.”<\/p>\n\n\n\n

A equipa utilizou ent\u00e3o simula\u00e7\u00f5es computacionais de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o para explorar os processos f\u00edsicos que podem explicar os seus resultados. Descobriram que a r\u00e1pida acumula\u00e7\u00e3o de massa estelar atrav\u00e9s das fus\u00f5es de gal\u00e1xias levou a uma forte emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio e facilitou a fuga dessa radia\u00e7\u00e3o atrav\u00e9s de canais desobstru\u00eddos do abundante g\u00e1s neutro. Assim, o elevado ritmo de fus\u00e3o das gal\u00e1xias mais pequenas, anteriormente n\u00e3o observadas, forneceu uma solu\u00e7\u00e3o convincente para o enigma de longa data da “inexplic\u00e1vel” emiss\u00e3o precoce de hidrog\u00e9nio.<\/p>\n\n\n\n

A equipa est\u00e1 a planear observa\u00e7\u00f5es de acompanhamento com gal\u00e1xias em v\u00e1rias fases de fus\u00e3o, de modo a continuar a desenvolver a sua compreens\u00e3o de como a emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio \u00e9 ejetada destes sistemas em mudan\u00e7a. Em \u00faltima an\u00e1lise, isto permitir-lhes-\u00e1 melhorar a nossa compreens\u00e3o da evolu\u00e7\u00e3o das gal\u00e1xias.<\/p>\n\n\n\n

Estas descobertas foram publicadas na revista Nature Astronomy.<\/p>\n\n\n\n

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