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Desde que o primeiro lote de dados científicos do Telescópio Espacial James Webb (JWST) foi revelado, os astrônomos têm descoberto cada vez mais candidatas ao posto de galáxia mais distante já registrada. E quanto mais distante uma galáxia está localizada, mais perto do início do universo os cientistas estão enxergando.
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Nas observações de Webb, a luminescência dessas galáxias esticada pela expansão do universo, resultando em luzes azuis e ultravioletas de estrelas jovens quentes, aparece como feixe infravermelho depois de viajar por mais de 13,5 bilhões de anos pelo espaço.
É por isso que os cientistas precisam das capacidades infravermelhas sem precedentes do observatório orbital para vê-las. Os astrônomos chamam esse efeito de “desvio vermelho”, que quanto maior é, mais distante está a galáxia e, consequentemente, mais cedo na história do universo eles estão avistando.
De acordo com um artigo publicado no início do mês no servidor de pré-impressão arxiv, já revisado por pares e aceito pelo pela revista científica The Astrophysical Journal, pelo menos duas dessas galáxias, porém, são “impostoras”.
Segundo a pesquisa, liderada pelo cientista Jorge Zavala, professor assistente de projeto do Observatório Astronômico Nacional do Japão, foi determinado um desvio vermelho de 17 a 18 para a galáxia CEERS-DSFG-1, o que a posiciona a apenas 220 milhões de anos após o Big Bang e a mantém no páreo.
No entanto, a equipe de Zavala, usando o telescópio submilimétrico NOEMA (sigla em inglês para Matriz Milimétrica Estendida do Norte) na França, descobriu que essa galáxia contém enormes quantidades de poeira.
A poeira absorve comprimentos de onda mais curtos e azuis da luz estelar, permitindo que comprimentos de onda mais longos e mais vermelhos passem, o que significa que uma galáxia empoeirada pode imitar a vermelhidão de uma galáxia longínqua.
Levando isso em conta, a equipe calculou um desvio vermelho de apenas 5 para CEERS-DSFG-1, colocando-a cerca de 12,5 bilhões de anos atrás, o que representa 1,3 bilhões de anos após o Big Bang – ainda antiga e distante, mas não o suficiente para ser candidata a recordista.
A poeira interestelar é um subproduto do ciclo de nascimento e morte das estrelas. Para produzir poeira suficiente para avermelhar razoavelmente sua luz, a galáxia CEERS-DSFG-1 deve estar produzindo estrelas a uma taxa de 150 massas solares por ano, o que é 50 vezes maior do que a taxa em que as estrelas estão se formando atualmente na Via Láctea.
De acordo com modelos computacionais e estudos anteriores, galáxias com tanta poeira poderiam ter existido 1,3 bilhões de anos após o Big Bang, mas teriam sido relativamente raras.
No entanto, segundo as observações de Zavala, pode ser que tais galáxias sejam mais comuns do que se pensava. Sua equipe também acompanhou mais duas galáxias com fortes desvios vermelhos: a Galáxia de Maisie, com um desvio vermelho de 14.3, colocando-a 280 milhões de anos após o Big Bang, e a CEERS-1749, uma galáxia com um desvio vermelho de 16.7, a apenas 250 milhões de anos após o nascimento do universo.
Suas observações da Galáxia de Maisie não encontraram nenhuma evidência de grandes quantidades de poeira. “Podemos descartar que a Galáxia de Maisie é uma galáxia empoeirada brilhante no menor desvio vermelho, o que, indiretamente, suporta a ideia de que esta galáxia está de fato em um desvio vermelho muito alto”, disse Zavala.
Sobre a CEERS-1749, no entanto, pairam dúvidas. “Encontramos um cenário alternativo para explicar suas cores nas observações do JWST”, disse o cientista, acrescentando que, em vez de estar no desvio vermelho de 16.7, ela estaria no desvio vermelho 5.
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Medições espectroscópicas do James Webb e de outros telescópios podem tirar a dúvida
Callum Donnan, da Universidade de Edimburgo, que liderou a equipe que encontrou a galáxia no desvio vermelho 16.7, discorda da avaliação de Zavala.
“Soluções empoeiradas de mudança vermelha eram uma preocupação”, disse ele em entrevista ao site Space.com. “Exploramos isso, mas a galáxia no desvio vermelho 16.7 é especialmente improvável que seja uma galáxia empoeirada e mais próxima, porque tem um feixe ultravioleta azul contínuo e nenhuma detecção significativa em comprimentos de onda submilimétricos”.
Evidências adicionais para a tese de Zavala vieram de uma segunda equipe, liderada por Rohan Naidu, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, que também concluiu que a galáxia CEERS-1749 está no desvio vermelho 5.
Em um artigo que também se encontra em fase de pré-impressão no arxiv, e que será publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters, eles também descobriram que, juntas, as galáxias do desvio vermelho 5 formam um proto-aglomerado muito jovem, o que pode explicar a inferência causadora dessa confusão.
No momento, ninguém sabe ao certo os verdadeiros desvios vermelhos desses objetos. Todos estão esperando por medições espectroscópicas não apenas do JWST, mas de outros telescópios poderosos ao redor do mundo, incluindo o maior complexo de radiotelescópios do mundo, o Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA).
Só nos resta esperar para, finalmente, saber qual das candidatas é a vencedora do título de galáxia mais distante do universo.
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