{"id":7885,"date":"2025-03-28T07:18:46","date_gmt":"2025-03-28T06:18:46","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7885"},"modified":"2025-03-28T07:18:48","modified_gmt":"2025-03-28T06:18:48","slug":"webb-ve-galaxia-no-nevoeiro-misteriosamente-limpo-do-universo-primitivo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2025\/03\/28\/webb-ve-galaxia-no-nevoeiro-misteriosamente-limpo-do-universo-primitivo\/","title":{"rendered":"Webb v\u00ea gal\u00e1xia no “nevoeiro misteriosamente limpo” do Universo primitivo"},"content":{"rendered":"
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A gal\u00e1xia incrivelmente distante GS-z13-1, observada apenas 330 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, foi inicialmente descoberta com imagens profundas do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA\/ESA\/CSA. Agora, uma equipa internacional de astr\u00f3nomos identificou definitivamente uma poderosa emiss\u00e3o de hidrog\u00e9nio desta gal\u00e1xia num per\u00edodo inesperadamente precoce da hist\u00f3ria do Universo, um sinal prov\u00e1vel de que estamos a ver algumas das primeiras estrelas quentes da aurora do Universo.\nEsta imagem mostra a localiza\u00e7\u00e3o da gal\u00e1xia GS-z13-1 no campo GOODS-S, bem como a pr\u00f3pria gal\u00e1xia, obtida com o instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb no \u00e2mbito do programa JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey). Estes dados do NIRCam permitiram aos investigadores identificar GS-z13-1 como uma gal\u00e1xia incrivelmente distante e estimar o seu desvio para o vermelho. A sensibilidade \u00fanica do Webb ao infravermelho \u00e9 necess\u00e1ria para observar gal\u00e1xias a esta dist\u00e2ncia extrema, cuja luz foi desviada para comprimentos de onda infravermelhos durante a sua longa viagem atrav\u00e9s do cosmos.\nPara confirmar o desvio para o vermelho da gal\u00e1xia, a equipa recorreu ao instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb. Com novas observa\u00e7\u00f5es que permitem uma espetroscopia avan\u00e7ada da luz emitida pela gal\u00e1xia, a equipa n\u00e3o s\u00f3 confirmou o desvio para o vermelho de 13,0 de GS-z13-1, como tamb\u00e9m revelou a forte presen\u00e7a de um tipo de radia\u00e7\u00e3o ultravioleta chamada emiss\u00e3o Lyman-\u03b1. Este \u00e9 um sinal revelador da presen\u00e7a de estrelas rec\u00e9m-formadas ou de um poss\u00edvel n\u00facleo gal\u00e1ctico ativo na gal\u00e1xia, mas muito mais cedo do que os astr\u00f3nomos pensavam ser poss\u00edvel. O resultado tem grandes implica\u00e7\u00f5es para a nossa compreens\u00e3o do Universo.\nCr\u00e9dito: ESA\/Webb, NASA, STScI, CSA, Colabora\u00e7\u00e3o JADES, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (Centro de Astrof\u00edsica | Harvard & Smithsonian), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (Centro de Astrof\u00edsica | Harvard & Smithsonian), J. Witstok, P. Jakobsen, A. Pagan (STScI), M. Zamani (ESA\/Webb)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Utilizando a sensibilidade \u00fanica ao infravermelho do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA\/ESA\/CSA, os investigadores podem examinar gal\u00e1xias antigas para sondar os segredos do Universo primitivo. Agora, uma equipa internacional de astr\u00f3nomos identificou emiss\u00f5es brilhantes de hidrog\u00e9nio de uma gal\u00e1xia num per\u00edodo inesperadamente precoce da hist\u00f3ria do Universo. A descoberta surpreendente desafia os investigadores a explicar como \u00e9 que esta luz pode ter atravessado a espessa n\u00e9voa de hidrog\u00e9nio neutro que preenchia o espa\u00e7o nessa altura.<\/p>\n\n\n\n

Um dos principais objetivos cient\u00edficos do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA\/ESA\/CSA tem sido o de ver mais longe do que nunca o passado distante do nosso Universo, quando as primeiras gal\u00e1xias se estavam a formar ap\u00f3s o Big Bang. Esta busca j\u00e1 produziu gal\u00e1xias que bateram recordes, em programas de observa\u00e7\u00e3o como o JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey). A extraordin\u00e1ria sensibilidade do Webb \u00e0 luz infravermelha abre tamb\u00e9m novas vias de investiga\u00e7\u00e3o sobre quando e como essas gal\u00e1xias se formaram, e os seus efeitos no Universo na altura conhecida como aurora c\u00f3smica. Os investigadores que estudam uma dessas gal\u00e1xias muito antigas fizeram agora uma descoberta no espetro da sua luz, que desafia a nossa compreens\u00e3o estabelecida da hist\u00f3ria inicial do Universo.<\/p>\n\n\n\n

O Webb descobriu a gal\u00e1xia incrivelmente distante JADES-GS-z13-1, observada apenas 330 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, em imagens obtidas pelo instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb no \u00e2mbito do programa JADES. Os investigadores utilizaram o brilho da gal\u00e1xia em diferentes filtros infravermelhos para estimar o seu desvio para o vermelho, que mede a dist\u00e2ncia de uma gal\u00e1xia \u00e0 Terra com base na forma como a sua luz foi esticada durante a sua viagem atrav\u00e9s do espa\u00e7o em expans\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

As imagens do NIRCam produziram uma estimativa inicial de um desvio para o vermelho de 12,9. Procurando confirmar o seu desvio para o vermelho extremo, uma equipa internacional liderada por Joris Witstok da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, bem como pelo Cosmic Dawn Center e pela Universidade de Copenhaga, na Dinamarca, observou a gal\u00e1xia utilizando o instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb.<\/p>\n\n\n\n

No espetro resultante, o desvio para o vermelho foi confirmado como sendo 13.0. Isto equivale a uma gal\u00e1xia vista apenas 330 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, uma pequena fra\u00e7\u00e3o da idade atual do Universo, que \u00e9 de 13,8 mil milh\u00f5es de anos. Mas tamb\u00e9m se destacou uma caracter\u00edstica inesperada: um comprimento de onda de luz espec\u00edfico e nitidamente brilhante, identificado como a emiss\u00e3o Lyman-\u03b1 irradiada por \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio, uma emiss\u00e3o muito mais forte do que os astr\u00f3nomos pensavam ser poss\u00edvel nesta fase inicial do desenvolvimento do Universo.<\/p>\n\n\n\n

“O Universo primitivo estava banhado por uma espessa n\u00e9voa de hidrog\u00e9nio neutro”, explicou Roberto Maiolino, membro da equipa da Universidade de Cambridge e da UCL (University College London). “A maior parte desta n\u00e9voa foi levantada num processo chamado reioniza\u00e7\u00e3o, que se completou cerca de mil milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang. GS-z13-1 foi observada quando o Universo tinha apenas 330 milh\u00f5es de anos e, no entanto, mostra uma assinatura surpreendentemente clara e reveladora da emiss\u00e3o Lyman-\u03b1, que s\u00f3 pode ser observada quando o nevoeiro circundante se dissipou completamente. Este resultado foi totalmente inesperado pelas teorias da forma\u00e7\u00e3o inicial de gal\u00e1xias e apanhou os astr\u00f3nomos de surpresa”.<\/p>\n\n\n

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O espetro de luz da gal\u00e1xia distante JADES-GS-z13-1 \u00e9 representado graficamente como uma linha da esquerda (comprimentos de onda mais baixos) para a direita (comprimentos de onda mais altos). A linha sobe onde um comprimento de onda no espetro \u00e9 mais brilhante e desce onde \u00e9 mais escuro. Uma linha vertical vermelha rotulada “Lyman-alpha emission z=13.05” marca um comprimento de onda no espetro onde h\u00e1 um pico not\u00e1vel de brilho.
Cr\u00e9dito: ESA\/Webb, NASA, CSA, STScI, J. Olmsted (STScI), S. Carniani (Scuola Normale Superiore), P. Jakobsen<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Antes e durante a \u00e9poca da reioniza\u00e7\u00e3o, o imenso nevoeiro de hidrog\u00e9nio neutro que rodeava as gal\u00e1xias bloqueava qualquer luz ultravioleta energ\u00e9tica que estas emitissem, tal como o efeito de filtragem de um vidro colorido. At\u00e9 que um n\u00famero suficiente de estrelas se formou e foi capaz de ionizar o g\u00e1s hidrog\u00e9nio, nenhuma luz – incluindo a emiss\u00e3o de Lyman-\u03b1 – poderia escapar destas novas gal\u00e1xias e chegar \u00e0 Terra. A confirma\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o Lyman-\u03b1 desta gal\u00e1xia tem, portanto, grandes implica\u00e7\u00f5es para a nossa compreens\u00e3o do Universo primitivo. Kevin Hainline, membro da equipa, da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos, afirma: “N\u00e3o dever\u00edamos ter encontrado uma gal\u00e1xia como esta, dada a nossa compreens\u00e3o da forma como o Universo evoluiu. Podemos pensar no Universo primitivo como estando envolto num espesso nevoeiro que tornaria extremamente dif\u00edcil encontrar at\u00e9 mesmo far\u00f3is poderosos espreitando atrav\u00e9s dele, mas aqui vemos o feixe de luz desta gal\u00e1xia a perfurar o v\u00e9u. Esta fascinante linha de emiss\u00e3o tem enormes ramifica\u00e7\u00f5es sobre como e quando o Universo se reionizou”.<\/p>\n\n\n\n

A fonte da radia\u00e7\u00e3o Lyman-\u03b1 desta gal\u00e1xia ainda n\u00e3o \u00e9 conhecida, mas pode incluir a primeira luz da primeira gera\u00e7\u00e3o de estrelas a formar-se no Universo. Witstok explica: “A grande bolha de hidrog\u00e9nio ionizado que rodeia esta gal\u00e1xia pode ter sido criada por uma popula\u00e7\u00e3o peculiar de estrelas – muito mais massivas, mais quentes e mais luminosas do que as estrelas formadas em \u00e9pocas posteriores, e possivelmente representativa da primeira gera\u00e7\u00e3o de estrelas”. Um poderoso n\u00facleo gal\u00e1ctico ativo, impulsionado por um dos primeiros buracos negros supermassivos, \u00e9 outra possibilidade identificada pela equipa.<\/p>\n\n\n\n

Os novos resultados n\u00e3o poderiam ter sido obtidos sem a incr\u00edvel sensibilidade ao infravermelho pr\u00f3ximo do Webb, necess\u00e1ria n\u00e3o s\u00f3 para encontrar gal\u00e1xias t\u00e3o distantes, mas tamb\u00e9m para examinar os seus espetros ao pormenor. O antigo cientista do projeto NIRSpec, Peter Jakobsen, do Cosmic Dawn Center e da Universidade de Copenhaga, na Dinamarca, recorda: “Seguindo os passos do Telesc\u00f3pio Espacial Hubble, era evidente que o Webb seria capaz de encontrar gal\u00e1xias cada vez mais distantes. No entanto, como demonstrado pelo caso de GS-z13-1, seria sempre uma surpresa o que poderia revelar sobre a natureza das estrelas nascentes e dos buracos negros que se formam no limiar do tempo c\u00f3smico”.<\/p>\n\n\n\n

A equipa planeia continuar as observa\u00e7\u00f5es de GS-z13-1, com o objetivo de obter mais informa\u00e7\u00f5es sobre a natureza desta gal\u00e1xia e sobre a origem da sua forte radia\u00e7\u00e3o Lyman-\u03b1. O que quer que a gal\u00e1xia esteja a esconder, ir\u00e1 certamente iluminar uma nova fronteira na cosmologia.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ ESA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ ESA\/Webb (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ NASA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ STScI (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade de Cambridge (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Cosmic Dawn Center (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature)<\/a><\/p>\n\n\n\n

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

Universo:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)<\/a>
Big Bang (Wikipedia)<\/a>
Cronologia do Universo (Wikipedia)<\/a>Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)<\/a>
Reioniza\u00e7\u00e3o (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Radia\u00e7\u00e3o Lyman-\u03b1:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey):<\/strong>
ESA<\/a>
Centro para Astrof\u00edsica | Harvard & Smithsonian<\/a>
GitHub<\/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>
X\/Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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