As primeiras galáxias eram bolas de fogo cósmicas convertendo gás em estrelas a velocidades de tirar o fôlego em toda a sua extensão, relata um estudo conduzido pela UCLA a ser publicado em uma edição especial do The Astrophysical Journal .

A pesquisa, baseada em dados do Telescópio Espacial James Webb, é o primeiro estudo da forma e estrutura dessas galáxias. Isso mostra que eles não eram nada parecidos com as galáxias atuais nas quais a formação de estrelas está confinada a pequenas regiões, como a constelação de Orion em nossa própria galáxia, a Via Láctea.

“Estamos vendo galáxias formando novas estrelas em um ritmo eletrizante”, disse Tommaso Treu, principal autor do estudo, professor de física e astronomia da UCLA. "A incrível resolução do Webb nos permite estudar essas galáxias com detalhes sem precedentes, e vemos toda essa formação estelar ocorrendo dentro das regiões dessas galáxias."

Treu dirige o GLASS-JWST Early Release Science Program, cujos primeiros resultados são o assunto da edição especial da revista. Outro estudo liderado pela UCLA na edição descobriu que as galáxias que se formaram logo após o Big Bang – em menos de um bilhão de anos – podem ter começado a queimar o hidrogênio que absorveu fótons, trazendo luz para um universo escuro.

“Mesmo nossos melhores telescópios realmente lutaram para confirmar as distâncias de galáxias tão distantes, então não sabíamos se eles tornavam o universo transparente ou não”, disse Guido Roberts-Borsani, pesquisador de pós-doutorado da UCLA que liderou o estudo. "Webb está nos mostrando que não só pode fazer o trabalho, mas pode fazê-lo com uma facilidade surpreendente. É uma virada de jogo."

Essas descobertas são duas das muitas descobertas de tirar o fôlego dos astrofísicos da UCLA, que estão entre os primeiros a espiar através de uma janela para o passado recém-aberta por Webb.

O Webb é o maior telescópio de infravermelho próximo do espaço, e sua notável resolução oferece uma visão incomparável de objetos tão distantes que sua luz leva bilhões de anos para chegar à Terra. Embora esses objetos já tenham envelhecido, a luz desde seus primeiros momentos teve tempo suficiente para viajar pelo universo e acabar nos detectores de Webb. Como resultado, o Webb não apenas funcionou como uma espécie de máquina do tempo – levando os cientistas de volta ao período logo após o Big Bang – mas as imagens que está produzindo se tornaram um álbum de família, com instantâneos de galáxias e estrelas infantis.

O GLASS-JWST foi um dos 13 projetos Early Release Science selecionados pela NASA em 2017 para produzir rapidamente conjuntos de dados acessíveis ao público e para demonstrar e testar as capacidades dos instrumentos no Webb.

O projeto busca entender como e quando a luz das primeiras galáxias queimou através da névoa de hidrogênio que sobrou do Big Bang – um fenômeno e período de tempo chamado de Época da Reionização – e como o gás e os elementos pesados ??são distribuídos dentro e ao redor das galáxias sobre o universo cósmico. Tempo. Treu e Roberts-Borsani usam três dos inovadores instrumentos de infravermelho próximo do Webb para fazer medições detalhadas de galáxias distantes no início do universo.

A Época da Reionização é um período que permanece pouco compreendido pelos cientistas. Até agora, os pesquisadores não tinham os instrumentos infravermelhos extremamente sensíveis necessários para observar as galáxias que existiam naquela época. Antes da reionização cósmica, o universo primitivo permanecia desprovido de luz porque os fótons ultravioleta das primeiras estrelas eram absorvidos pelos átomos de hidrogênio que saturavam o espaço.

Os cientistas acreditam que, em algum momento do primeiro bilhão de anos do universo, a radiação emitida pelas primeiras galáxias e possivelmente pelos primeiros buracos negros fez com que os átomos de hidrogênio perdessem elétrons, ou ionizassem, impedindo que os fótons "grudassem" neles e abrindo um caminho para os fótons se espalharem. viajar pelo espaço. À medida que as galáxias começaram a ionizar bolhas cada vez maiores, o universo tornou-se transparente e a luz viajou livremente, como faz hoje, permitindo-nos ver um dossel brilhante de estrelas e galáxias todas as noites.

A descoberta de Roberts-Borsani de que as galáxias se formaram mais rápido e mais cedo do que se pensava anteriormente pode confirmar que elas foram as culpadas da reionização cósmica. O estudo também confirma as distâncias de duas das galáxias mais distantes conhecidas usando uma nova técnica que permite aos astrônomos sondar o início da reionização cósmica.