James Webb detecta ‘Joias Cósmicas’ da infância do Universo

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Usando dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, astrônomos encontraram aglomerados estelares no arco “Joias Cósmicas”, datando de apenas 460 milhões de anos após o Big Bang. Essa descoberta é a primeira de aglomerados em uma galáxia tão jovem, vista na infância do Universo.

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Originalmente descobertas pelo Telescópio Espacial Hubble, as “Joias Cósmicas” recebem o nome oficial de SPT0615-JD1. Juntos, os aglomerados estelares foram uma galáxia localizada a cerca de 13,3 bilhões de anos-luz da Terra. Sua luz captada pelo JWST, viajou por 97% da idade do Universo até chegar aqui.

Em um artigo publicado nesta segunda-feira (24) na revista Nature, uma equipe internacional de cientistas identificou cinco jovens aglomerados estelares massivos no arco das Joias Cósmicas. Esses aglomerados existiram em um período de intensas explosões de formação estelar, emitindo grandes quantidades de luz ultravioleta, possivelmente desencadeando a época da reionização cósmica. Estudar esses aglomerados pode oferecer percepções valiosas sobre o início do cosmos.

Descoberta não seria possível sem o Telescópio Espacial James Webb

“Ficamos maravilhados ao abrir as imagens do JWST pela primeira vez”, disse Angela Adamo, pesquisadora da Universidade de Estocolmo e líder da equipe. “Vimos uma cadeia de pontos brilhantes – essas gemas cósmicas são aglomerados estelares! Sem o JWST, não saberíamos que estávamos olhando para aglomerados em uma galáxia tão jovem!”.

Os aglomerados detectados são notáveis por sua densidade e massa. Eles são muito mais densos que aglomerados estelares próximos. A época da reionização foi quando as primeiras fontes de luz, como galáxias primitivas e quasares, forneceram a energia que ionizou o hidrogênio neutro do Universo.

Embora estejam concentrados em uma pequena região da galáxia, os aglomerados recém-descobertos são responsáveis pela maior parte da luz ultravioleta emitida, indicando que regiões assim podem ter impulsionado a reionização. Isso ajuda a entender a formação de grandes estruturas no Universo, revelando como a matéria se organizou no início de tudo.

Segundo a equipe, esses cinco aglomerados estelares mostram onde e como as estrelas se formaram durante a infância do cosmos, permitindo estudar a formação estelar em detalhes sem precedentes. “A sensibilidade e resolução do JWST em comprimentos de onda infravermelhos, combinadas com lentes gravitacionais, permitiram essa descoberta”, disse Larry Bradley, principal investigador do programa de observação, em um comunicado.

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Para ver objetos tão distantes como eles existiam no Universo primitivo, o JWST usa um princípio da teoria da gravidade de Einstein de 1915: a relatividade geral, que sugere que objetos massivos deformam o espaço-tempo. Com isso, a luz de fontes de fundo se curva ao passar perto desses objetos, criando efeitos de lente gravitacional. Esse fenômeno permite que a luz seja amplificada, facilitando a observação de objetos distantes.

O objeto de lente neste caso é um aglomerado de galáxias chamado SPT-CL J0615-5746, e os objetos de fundo são as Joias Cósmicas e suas galáxias distantes. “Graças às lentes gravitacionais, podemos resolver a galáxia em escalas parsec”, disse Adamo.

A descoberta dos aglomerados estelares pode fornecer pistas sobre a formação dos aglomerados globulares, como os vistos na Via Láctea. Aglomerados globulares são relíquias das explosões de formação estelar no Universo primordial. Os novos aglomerados jovens e densos nas Joias Cósmicas podem representar os estágios iniciais desses aglomerados, oferecendo uma janela para o nascimento globular.

Esses aglomerados também podem ajudar a entender a evolução cósmica, fornecendo informações sobre a formação de estrelas massivas e sementes de buracos negros. Os astrônomos planejam observar outras galáxias em busca de aglomerados estelares semelhantes. “Estou confiante de que há outros sistemas esperando para serem descobertos no universo primitivo”, disse Eros Vanzella, do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF).