NASA identifica as Primeiras Fibras da Teia Cósmica Que Une as Galáxias no Universo
(Imagem: NASA )
As galáxias não estão espalhadas aleatoriamente pelo universo. Elas se reúnem não apenas em aglomerados, mas também em vastas estruturas filamentosas interconectadas, com enormes vazios vazios entre elas. Essa “teia cósmica” começou de forma tênue e se tornou mais distinta ao longo do tempo, à medida que a gravidade atraiu a matéria.
Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA descobriram uma disposição em forma de fio de 10 galáxias que existiam apenas 830 milhões de anos após o Big Bang. A estrutura, com três milhões de anos-luz de comprimento, é ancorada por um quasar luminoso – uma galáxia com um buraco negro supermassivo ativo em seu núcleo. A equipe acredita que o filamento eventualmente evoluirá para um enorme aglomerado de galáxias, assim como o conhecido Aglomerado Coma no universo próximo. “Fiquei surpreso com o quão longo e estreito é esse filamento”, disse o membro da equipe Xiaohui Fan, da Universidade do Arizona em Tucson. “Eu esperava encontrar algo, mas não esperava uma estrutura tão longa e distintamente fina.”
“Esta é uma das primeiras estruturas filamentosas que as pessoas já encontraram associadas a um quasar distante”, acrescentou Feige Wang, da Universidade do Arizona em Tucson, o investigador principal deste programa.
Essa descoberta faz parte do projeto ASPIRE (Um Levantamento Espectroscópico de Halos Viés na Era da Reionização), cujo principal objetivo é estudar os ambientes cósmicos dos primeiros buracos negros. No total, o programa observará 25 quasares que existiram dentro do primeiro bilhão de anos após o Big Bang, um período conhecido como Época da Reionização.
“As últimas duas décadas de pesquisa em cosmologia nos deram uma compreensão robusta de como a teia cósmica se forma e evolui. O ASPIRE visa entender como incorporar o surgimento dos primeiros buracos negros massivos em nossa história atual da formação da estrutura cósmica”, explicou Joseph Hennawi, membro da equipe da Universidade da Califórnia, Santa Barbara.
Este campo profundo de galáxias capturado pela NIRCam (Câmera de Infravermelho Próximo) do Webb mostra uma disposição de 10 galáxias distantes marcadas por oito círculos brancos em uma linha diagonal semelhante a um fio. (Dois dos círculos contêm mais de uma galáxia.) Esse filamento com três milhões de anos-luz de comprimento é ancorado por um quasar muito distante e luminoso – uma galáxia com um buraco negro supermassivo ativo em seu núcleo. O quasar, chamado J0305-3150, aparece no centro do aglomerado de três círculos no lado direito da imagem. Sua luminosidade supera a de sua galáxia hospedeira. As 10 galáxias marcadas existiam apenas 830 milhões de anos após o Big Bang. A equipe acredita que o filamento eventualmente evoluirá para um enorme aglomerado de galáxias. Créditos: NASA, ESA, CSA, Feige Wang (Universidade do Arizona) e Joseph DePasquale (STScI)
“Crescimento de Monstros”
Outra parte do estudo investiga as propriedades de oito quasares no universo jovem. A equipe confirmou que os buracos negros centrais desses quasares, que existiam há menos de um bilhão de anos após o Big Bang, variam em massa de 600 milhões a 2 bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Os astrônomos continuam buscando evidências para explicar como esses buracos negros podem crescer tão rapidamente e se tornar tão grandes.
“Para formar esses buracos negros supermassivos em um tempo tão curto, dois critérios devem ser atendidos. Primeiro, você precisa começar a crescer a partir de um buraco negro ‘semente’ massivo. Segundo, mesmo que essa semente comece com uma massa equivalente a mil sóis, ela ainda precisa acumular um milhão de vezes mais matéria na taxa máxima possível durante toda a sua vida”, explicou Wang.
“Essas observações sem precedentes estão fornecendo pistas importantes sobre como os buracos negros são montados. Aprendemos que esses buracos negros estão situados em galáxias jovens e massivas que fornecem o reservatório de combustível para seu crescimento”, disse Jinyi Yang, da Universidade do Arizona, que está liderando o estudo dos buracos negros com o ASPIRE.
Esta imagem de bússola mostra um campo profundo de galáxias capturado pela NIRCam (Câmera de Infravermelho Próximo) do Webb para o programa ASPIRE. O campo inclui um quasar, chamado J0305-3150, cuja luminosidade supera a de sua galáxia hospedeira. Na parte inferior direita, estão setas de bússola que indicam a orientação da imagem no céu. Abaixo da imagem, há uma legenda de cores mostrando quais filtros da NIRCam foram usados para criar a imagem e a cor da luz visível atribuída a cada filtro. Créditos: NASA, ESA, CSA, Feige Wang (Universidade do Arizona) e Joseph DePasquale (STScI)
O Webb também forneceu as melhores evidências até o momento de como os buracos negros supermassivos iniciais potencialmente regulam a formação de estrelas em suas galáxias. Enquanto os buracos negros supermassivos acumulam matéria, eles também podem gerar tremendas correntes de material. Esses ventos podem se estender muito além do próprio buraco negro, em escala galáctica, e podem ter um impacto significativo na formação de estrelas.
“Ventos fortes dos buracos negros podem suprimir a formação de estrelas na galáxia hospedeira. Tais ventos têm sido observados no universo próximo, mas nunca foram observados diretamente na Época da Reionização”, disse Yang. “A escala do vento está relacionada à estrutura do quasar. Nas observações do Webb, estamos vendo que tais ventos existiam no universo primitivo.”
Esses resultados foram publicados em dois artigos na revista The Astrophysical Journal Letters em 29 de junho.
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. O Webb resolverá mistérios em nosso sistema solar, olhará além para mundos distantes ao redor de outras estrelas e investigará as estruturas e origens misteriosas de nosso universo e nosso lugar nele. O Webb é um programa internacional liderado pela NASA em parceria com a ESA (Agência Espacial Europeia) e a CSA (Agência Espacial Canadense).
