O reionização do Universo ocorreu cerca de 500 a 900 milhões de anos após o Big Bang. Representa a transformação do hidrogénio neutro em gás ionizado e marca o fim da “Idade das Trevas” na história cósmica. Agora, os astrónomos, utilizando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, obtiveram os espectros de oito galáxias anãs ultrafracas que existiram menos de mil milhões de anos após o Big Bang. As suas observações poderão ajudar a resolver um debate científico de longa data sobre os impulsionadores da reionização e poderão ser essenciais para a compreensão da formação das primeiras galáxias.
Os astrônomos estimam que 50.000 fontes de luz infravermelha próxima estão representadas nesta imagem Webb do aglomerado de galáxias Abell 2744. Crédito da imagem: NASA / ESA / CSA / I. Labbe, Swinburne University of Technology / R. Bezanson, University of Pittsburgh / A. Pagão, STScI.
Ainda há muito a ser entendido sobre o período da história inicial do Universo conhecido como a era da reionização.
Foi um período de escuridão sem estrelas ou galáxias, preenchido com uma densa névoa de gás hidrogênio, até que as primeiras estrelas ionizaram o gás ao seu redor e a luz começou a viajar através dele.
Os astrónomos passaram décadas a tentar identificar as fontes que emitiam radiação suficientemente poderosa para dissipar gradualmente este nevoeiro de hidrogénio que cobria o Universo primordial.
“A nossa descoberta revela o papel crucial desempenhado pelas galáxias ultrafracas na evolução do Universo primordial,” disse a Dra. Iryna Chemerynska, astrónoma do Institut d’Astrophysique de Paris.
“Eles produzem fótons ionizantes que transformam hidrogênio neutro em plasma ionizado durante a reionização cósmica.”
“Isso destaca a importância da compreensão das galáxias de baixa massa na formação da história do Universo.”
“Essas potências cósmicas emitem coletivamente energia mais do que suficiente para realizar o trabalho”, disse o Dr. Hakim Atek, também do Institut d’Astrophysique de Paris.
“Apesar do seu pequeno tamanho, estas galáxias de baixa massa são produtoras prolíficas de radiação energética, e a sua abundância durante este período é tão substancial que a sua influência colectiva pode transformar todo o estado do Universo.”
No seu estudo, os astrónomos capturaram e analisaram os espectros de oito galáxias extremamente ténues ampliadas pelo aglomerado de lentes Abell 2744.
Eles descobriram que estas galáxias são imensas produtoras de luz ultravioleta, em níveis quatro vezes maiores do que se supunha anteriormente.
Isto significa que a maioria dos fotões que reionizaram o Universo provavelmente vieram destas galáxias anãs.
“Agora entramos em território desconhecido com Webb”, disse o Dr. Themiya Nanayakkara, astrônomo da Universidade de Tecnologia de Swinburne.
“Nosso trabalho abre questões mais interessantes que precisamos responder em nossos esforços para traçar a história evolutiva de nossos primórdios.”
O resultados foram publicados na revista Natureza.
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H. Atek e outros. 2024. A maioria dos fótons que reionizaram o Universo vieram de galáxias anãs. Natureza 626, 975-978; dois: 10.1038/s41586-024-07043-6
