Há três anos, o mundo testemunhava o lançamento do Telescópio Espacial James Webb (JWST), o maior e mais poderoso telescópio já enviado ao espaço. Após 30 anos de construção, o JWST revolucionou a compreensão do cosmos em apenas três anos de operação. Ele explorou o Sistema Solar, analisou atmosferas de planetas distantes em busca de sinais de vida e investigou as profundezas do universo em busca das primeiras estrelas e galáxias.
Monstros azuis do universo primordial
O JWST expandiu os limites da observação do universo, permitindo a identificação das primeiras estrelas e galáxias. Posicionado no espaço, ele consegue captar a luz infravermelha com clareza, sem a interferência da atmosfera terrestre. O telescópio confirmou a existência de uma galáxia que se formou quando o universo tinha apenas 300 milhões de anos, com uma massa equivalente a 400 milhões de vezes a do nosso Sol. Esse achado sugere que a formação de estrelas no início do universo foi surpreendentemente eficiente.
Ao crescer, as galáxias liberam poeira estelar, que absorve a luz azul, conferindo uma aparência avermelhada. No entanto, as primeiras galáxias observadas pelo JWST são intensamente brilhantes, massivas e, surpreendentemente, muito azuis, sem sinais de poeira. Os cientistas ainda buscam explicar essa anomalia: seriam estrelas gigantes que colapsam sem explosões de supernovas? Ou explosões tão fortes que afastariam a poeira, revelando um núcleo azul? A radiação dessas estrelas primordiais poderia destruir a poeira? Estas são algumas hipóteses em estudo.
Um estudo publicado na revista Nature detalha a descoberta da galáxia mais distante confirmada pelo JWST, que remonta a um período em que o universo era muito jovem.
A química incomum das galáxias primordiais
As primeiras estrelas foram fundamentais para a formação da vida. O universo primordial era composto apenas por hidrogênio, hélio e um pouco de lítio. Todos os outros elementos, como o cálcio e o oxigênio, foram criados no núcleo dessas estrelas. O JWST descobriu que as primeiras galáxias apresentam características químicas incomuns. Elas contêm muito mais nitrogênio do que o nosso Sol, enquanto outros metais são menos abundantes. Essas descobertas indicam processos desconhecidos que ocorreram no início do universo, o que mostra que os modelos atuais sobre a evolução química das galáxias ainda são incompletos, impactando nossa compreensão das condições que levaram à nossa existência.
Um artigo publicado no The Astrophysical Journal discute as características químicas peculiares das primeiras galáxias, destacando a alta concentração de nitrogênio e a baixa quantidade de outros metais.
O fim da era escura cósmica
Utilizando aglomerados de galáxias como lentes de aumento, o JWST conseguiu observar galáxias muito tênues. Ele ainda não encontrou o limite onde as galáxias param de formar estrelas, mas identificou muitas galáxias fracas, emitindo quatro vezes mais fótons energéticos do que o esperado. Essa descoberta sugere que essas pequenas galáxias podem ter tido um papel crucial no fim da “era escura” cósmica, logo após o Big Bang. Este fenômeno é conhecido como reionização.
Um estudo publicado na Nature aborda a descoberta de inúmeras galáxias fracas, que podem ter sido as responsáveis pelo fim da “era escura” cósmica.
Os misteriosos pontinhos vermelhos
As primeiras imagens do JWST revelaram uma abundância de “pontinhos vermelhos”, fontes compactas de cor vermelha de origem desconhecida. Inicialmente, pensava-se que eram galáxias superdensas, mas observações posteriores mostraram propriedades contraditórias. Esses objetos emitem luz de hidrogênio em altíssimas velocidades, o que sugere a presença de um núcleo galáctico ativo, com um buraco negro supermassivo se alimentando vorazmente.
Contudo, esses núcleos não emitem raios-X, como esperado. Além disso, eles parecem ter características de populações de estrelas. Seriam galáxias que exibem simultaneamente características de estrelas e de núcleos galácticos ativos? Ou seriam algum estágio evolutivo intermediário? A resposta pode fornecer informações sobre o nascimento de buracos negros supermassivos e estrelas nas galáxias.
Galáxias impossivelmente antigas
O JWST também descobriu galáxias “mortas”, remanescentes de intensa formação estelar no início do universo. Algumas dessas galáxias são tão massivas quanto a Via Láctea, e se formaram nos primeiros 700 milhões de anos após o Big Bang, desafiando os modelos atuais de formação de galáxias. Os cosmólogos ainda debatem se é possível ajustar os modelos ou se será necessário repensar a natureza da matéria escura.
Um estudo publicado na Nature detalha a descoberta de galáxias massivas e antigas, que desafiam os modelos atuais de formação de galáxias.
O futuro do JWST
Em apenas três anos, o Telescópio Espacial James Webb já revelou diversas lacunas em nossos modelos do universo. Os cientistas estão refinando esses modelos para incorporar as novas informações. O JWST ainda tem muito a nos mostrar, e promete desvendar mais mistérios cósmicos. Os “pontinhos vermelhos” estavam escondidos até agora, e o que mais pode estar nas profundezas do cosmos? O JWST irá nos dizer.
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