Duas equipes usaram o telescópio espacial James Webb (JWST, da sigla em inglês) para estudar a galáxia GN-z11, que existia quando o Universo tinha apenas cerca de 430 milhões de anos. Esta galáxia é uma das mais jovens e distantes já observadas e desafiou os cientistas a entenderem por que é tão brilhante.

Segundo a NASA, foi encontrada evidência clara de que a galáxia abriga buraco negro central supermassivo que está absorvendo matéria rapidamente. Este é o buraco negro ativo mais distante identificado até o momento.

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A equipe também encontrou indicações de elementos químicos ionizados normalmente observados perto de buracos negros supermassivos que estão absorvendo matéria.

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Além disso, eles descobriram um vento muito poderoso sendo expelido pela galáxia, o que é típico de processos associados a buracos negros supermassivos.

“Encontramos gás extremamente denso que é comum nas proximidades de buracos negros supermassivos que acumulam gás”, explicou o investigador principal Roberto Maiolino, do Laboratório Cavendish e do Instituto Kavli de Cosmologia da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. “Estas foram as primeiras assinaturas claras de que GN-z11 hospeda buraco negro que devora matéria.”

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Este gráfico de duas partes mostra evidências de um aglomerado gasoso de hélio no halo que circunda a galáxia GN-z11. Na parte superior, na extrema direita, uma pequena caixa identifica GN-z11 num campo de galáxias. A caixa do meio mostra imagem ampliada da galáxia. A caixa na extrema esquerda exibe um mapa do gás hélio no halo do GN-z11, incluindo aglomerado que não aparece nas cores infravermelhas mostradas no painel central. Na metade inferior do gráfico, um espectro mostra a “impressão digital” distinta do hélio no halo (Imagem: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford [STScI])

Mais descobertas do James Webb na galáxia

  • Outra descoberta foi um aglomerado gasoso de hélio no halo que envolve a galáxia, sugerindo que pode haver bolsões de gás pristino que poderiam se colapsar e formar aglomerados de estrelas da População III;
  • A População III é a primeira geração de estrelas formadas quase inteiramente de hidrogênio e hélio, e encontrá-las é um dos objetivos mais importantes da astrofísica moderna;
  • A formação das primeiras estrelas e galáxias marca mudança fundamental na história cósmica, quando o Universo evoluiu de estado escuro e relativamente simples para o ambiente altamente estruturado e complexo que vemos hoje;
  • No futuro, as equipes planejam explorar a galáxia GN-z11 em maior profundidade e fortalecer o caso para a existência das estrelas da População III em seu halo.

“A NIRCam do Webb revelou componente estendido, rastreando a galáxia hospedeira, e fonte central e compacta cujas cores são consistentes com as de um disco de acreção em torno de um buraco negro”, disse a investigadora Hannah Übler, também do Laboratório Cavendish e Instituto Kavli, segundo a ESA.

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Uma segunda equipe, também liderada por Maiolino, usou o NIRSpec, também do James Webb, para encontrar aglomerado gasoso de hélio no halo que circunda o GN-z11.

“O fato de não vermos mais nada para além do hélio sugere que este aglomerado deve ser bastante imaculado,” disse Maiolino. “Isto é algo que era esperado pela teoria e pelas simulações nas proximidades de galáxias particularmente massivas destas épocas – que deveria haver bolsas de gás primitivo sobrevivendo no halo, e estas podem entrar em colapso e formar aglomerados estelares de População III.”