Equipe japonesa usa telescópio James Webb para desvendar segredos do cosmos
Uma teoria geral afirma que várias centenas de milhões de anos após o Big Bang ter criado tudo, há cerca de 13,8 mil milhões de anos, o Universo era composto principalmente por hidrogénio e hélio antes da formação de elementos mais pesados.
Mas uma equipa de investigação japonesa foi pioneira em descobertas que revelam a presença de elementos pesados como o azoto, bem como de buracos negros supermassivos que existiram durante a formação estelar ativa, derrubando as previsões de estudos anteriores e ampliando os limites do conhecimento humano. mais longe.
O principal instrumento para descobrir essas revelações foi o Telescópio Espacial James Webb da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos EUA, às vezes chamado de JWST.
O JWST tornou-se operacional em 2022, e a riqueza de dados observacionais sobre a era primordial do universo que disponibilizou aos cientistas está revolucionando a astronomia.
“No ano passado, vimos uma progressão no estudo do universo primitivo não vista nos últimos 20 anos”, disse Masami Ouchi, professor do Instituto de Pesquisa de Raios Cósmicos da Universidade de Tóquio e membro do projeto, num recente comunicado de imprensa. . entrevista com Kyodo News.
O universo primitivo pode ser observado procurando quasares, os objetos celestes mais brilhantes e poderosos conhecidos no universo. No entanto, as suas emissões de luz, alimentadas por buracos negros supermassivos que pesam entre um milhão e mil milhões de vezes a massa do Sol, demoram a chegar à Terra.
Observar um corpo celeste a mais de 13 mil milhões de anos-luz de distância, por exemplo, significa que o vemos como era há 13 mil milhões de anos.
Mas até recentemente, a luz emitida por galáxias distantes era difícil de observar, porque o seu comprimento de onda se estende até o espectro infravermelho com a constante expansão do universo e é absorvido pela atmosfera da Terra, tornando a detecção com grandes telescópios praticamente impossível antes do JWST entrar em operação.
O JWST, que flutua em órbita solar a cerca de 1,5 milhões de quilómetros da Terra e foi concebido para ajudar os cientistas a realizar estudos astrológicos infravermelhos, pode obter imagens de fontes de luz distantes com as suas capacidades espectroscópicas de alta sensibilidade e alta resolução.
Os cientistas acreditam que a abundância de hidrogénio e hélio foi criada pelo Big Bang, enquanto os outros elementos mais pesados, como o azoto e o carbono, foram criados pela fusão nuclear no interior de estrelas recém-nascidas, sendo uma pequena fracção então dispersa no espaço interestelar por explosões de supernovas quando as estrelas se apagaram.
Mas em dezembro de 2023, o instituto e o Observatório Astronômico Nacional do Japão anunciaram que a proporção de intensidade de nitrogênio era na verdade maior do que o esperado em comparação com carbono e oxigênio igualmente pesados em três galáxias capturadas pelo JWST 400 a 900 milhões de anos após o Big Bang – portanto lançando dúvidas sobre a teoria estabelecida.
Se fossem espalhados pela explosão de estrelas, outros elementos pesados além do nitrogênio deveriam estar presentes em abundância.
A equipe do instituto acredita que é possível que, devido a um mecanismo desconhecido, apenas elementos das camadas externas ricas em nitrogênio das estrelas tenham sido liberados, ou que muitas estrelas não tenham explodido, mas em vez disso entraram em colapso devido à sua própria gravidade, em alguns casos tornando-se preto. Buracos sem liberar o carbono e o oxigênio dentro.
Em apoio a esta teoria, outro artigo do instituto destacou a possibilidade de que o universo, 1 a 2 mil milhões de anos após o Big Bang, pudesse ter contido vários buracos negros supermassivos, 50 vezes maiores do que pensávamos antes.
“O universo primitivo pode ter estado cheio de buracos negros”, disse Yuki Isobe, estudante de doutoramento no instituto.
Em dezembro de 2023, o líder do projeto Yuichi Harikane, professor assistente do instituto, e seus colegas anunciaram que haviam descoberto duas galáxias que existiram cerca de 400 milhões de anos após a formação do universo. Isto eleva para cinco o número total de galáxias identificadas ao mesmo tempo, excedendo em muito as previsões teóricas feitas antes do lançamento do JWST.
Com base no brilho das galáxias que observaram, os investigadores descobriram que as estrelas se formavam a uma velocidade quatro vezes mais rápida do que se pensava anteriormente.
“Achamos que deve haver um mecanismo que produziu estrelas ativamente no universo primitivo”, disse Harikane.
“O amanhecer cósmico foi muito mais brilhante do que esperávamos”, disse ele, referindo-se ao momento imediatamente após o Big Bang, quando o universo passou de um estado escuro para um estado de formação de corpos celestes brilhantes.
Harikane acrescentou: “Se olharmos mais longe, poderemos ter um vislumbre do universo no qual se formou a primeira geração de galáxias. »
