Astrônomos descobrem o que pode ser a galáxia mais distante de todos os tempos

Foto: HARIKANE ET AL.
Por Dennis Overbye

O objeto é uma galáxia de estrelas primordiais ou um buraco negro batendo na porta do tempo? O telescópio espacial Webb pode ajudar a responder a essa pergunta

Por Dennis Overbye

THE NEW YORK TIMES - LIFE/STYLE - Ultimamente os astrônomos têm se dedicado ao passado. No último mês, um grupo usando o Telescópio Espacial Hubble anunciou que havia descoberto o que poderia ser a estrela mais distante e mais antiga já vista, apelidada de Earendel, que brilhou há 12,9 bilhões de anos, apenas 900 milhões de anos após o Big Bang.

HD1, um aglomerado de luz vermelha que os cientistas acreditam se tratar da mais distante e mais antiga galáxia já vista.
HD1, um aglomerado de luz vermelha que os cientistas acreditam se tratar da mais distante e mais antiga galáxia já vista. Foto: Harikane et al. via The New York Times

Agora, outro grupo internacional de astrônomos, explorando os limites dos maiores telescópios da Terra, diz ter descoberto o que parece ser a coleção de luz estelar mais antiga e mais distante já vista: uma bolha avermelhada chamada HD1, que estava despejando quantidades prodigiosas de energia apenas 330 milhões de anos após o Big Bang. Esse período do tempo é até agora inexplorado. Outra bolha, a HD2 aparece quase tão distante.

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Os astrônomos podem apenas adivinhar o que são essas bolhas - galáxias ou quasares ou talvez algo completamente diferente - enquanto esperam sua chance de observá-los com o novo Telescópio Espacial James Webb. Mas o que quer que sejam, dizem os astrônomos, eles podem lançar luz sobre uma fase crucial do cosmos à medida que ele evoluiu do fogo primordial primitivo para os planetas, a vida e nós.

“Estou animado como uma criança que vê o primeiro fogo de artifício em um espetáculo magnífico e altamente esperado”, disse Fabio Pacucci, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian. “Este pode muito bem ser um dos primeiros vislumbres de luz a iluminar o cosmos em um espetáculo que finalmente criou todas as estrelas, planetas e até flores que vemos ao nosso redor hoje - mais de 13 bilhões de anos depois.”

Pacucci fez parte de uma equipe liderada por Yuichi Harikane, da Universidade de Tóquio, que passou 1.200 horas usando vários telescópios terrestres para procurar galáxias muito antigas. Suas descobertas foram divulgadas no The Astrophysical Journal e no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Seu trabalho também foi relatado na revista Sky & Telescope no início deste ano.

No universo em expansão, quanto mais longe um objeto está de nós, mais rápido ele está se afastando de nós. Assim como o som de uma sirene de ambulância se afastando muda para um tom mais baixo, esse movimento faz com que a luz de um objeto mude para comprimentos de onda mais vermelhos. Em busca das galáxias mais distantes, os astrônomos vasculharam cerca de 70.000 objetos, e o HD1 foi o mais vermelho que conseguiram encontrar.

“A cor vermelha do HD1 combinava com as características esperadas de uma galáxia a 13,5 bilhões de anos-luz de distância surpreendentemente bem, me dando um pouco de arrepios quando a encontrei”, disse Harikane em um comunicado divulgado pelo Centro de Astrofísica.

O padrão-ouro das distâncias cósmicas, no entanto, é o desvio para o vermelho, derivado da obtenção de um espectro do objeto e da medição do quanto os comprimentos de onda emitidos pelos elementos característicos aumentaram ou mudaram para o vermelho. Usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ou ALMA - uma coleção de radiotelescópios no Chile - Harikane e sua equipe obtiveram um desvio para o vermelho provisório para o HD1 de 13, o que significa que o comprimento de onda da luz emitida por um átomo de oxigênio esticou em 14 vezes seu comprimento de onda em repouso. O desvio para o vermelho da outra bolha não foi determinado.

Isso datou a suposta galáxia em apenas 330 milhões de anos após o início do tempo, bem na área de caça do telescópio Webb, que também poderá confirmar a medição do desvio para o vermelho.

“Se o desvio para o vermelho do ALMA puder ser confirmado, então este seria de fato um objeto espetacular”, disse Marcia Rieke, da Universidade do Arizona, que é investigadora principal do telescópio Webb.

De acordo com a história que os astrônomos contam, o caminho para o universo como o conhecemos começou cerca de 100 milhões de anos após o Big Bang, quando o hidrogênio e o hélio criados na explosão primordial começaram a se condensar nas primeiras estrelas, conhecidas como estrelas da População 3 (As populações 1 e 2, que possuem grandes quantidades de elementos mais pesados, estão presentes nas galáxias hoje). Essas estrelas, compostas apenas de hidrogênio e hélio, nunca foram observadas e seriam muito maiores e mais brilhantes do que as do universo hoje. Elas teriam queimado e morrido rapidamente em explosões de supernovas que então iniciaram a evolução química poluindo um universo primitivo com elementos como oxigênio e ferro, a nossa essência.

Pacucci disse que primeiro eles pensaram que o HD1 e o HD2 eram as chamadas galáxias starburst, que se enchem de novas estrelas. Mas depois de mais pesquisas, eles descobriram que o HD1 parecia estar produzindo estrelas mais de 10 vezes mais rápido do que essas galáxias costumam fazer.

Outra possibilidade, disse Pacucci, é que esta galáxia estava gerando as primeiras estrelas ultraluminosas da População 3. Ainda outra explicação é que todo esse brilho vem do material que espirra em um buraco negro supermassivo com 100 milhões de vezes a massa do sol. Mas os astrônomos têm dificuldade em explicar como um buraco negro pode ter crescido tanto no início do tempo cósmico.

Nasceu assim - no caos do Big Bang - ou estava apenas estupendamente faminto?

“O HD1 representaria um bebê gigante na sala de parto do universo primitivo”, disse Avi Loeb, coautor do artigo de Pacucci. /TRADUÇÃO LÍVIA BUELONI GONÇALVES

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