Apareceu pela primeira vez como uma bolha brilhante a partir de telescópios terrestres e depois desapareceu completamente em imagens do Telescópio Espacial Hubble. Agora, o objeto fantasmagórico reapareceu como uma galáxia fraca, mas distinta, numa imagem do Telescópio Espacial James Webb (JWST).

Astrônomos da colaboração COSMOS-Web identificaram o objeto AzTECC71 como uma galáxia empoeirada com formação de estrelas. Ou, por outras palavras, uma galáxia que está ocupada a formar muitas novas estrelas, mas está envolta num véu de poeira difícil de ver através de quase mil milhões de anos após o Big Bang. Estas galáxias já foram consideradas extremamente raras no universo primitivo , mas esta descoberta, mais mais de uma dúzia de candidatas adicionais na primeira metade dos dados do COSMOS-Web que ainda não foram descritas na literatura científica , sugere que podem ser três a 10 vezes mais comum do que o esperado.

“Essa coisa é um verdadeiro monstro”, disse Jed McKinney, pesquisador de pós-doutorado na Universidade do Texas em Austin. "Mesmo que pareça uma pequena bolha, na verdade está formando centenas de novas estrelas todos os anos. E o fato de que mesmo algo tão extremo mal é visível nas imagens mais sensíveis do nosso mais novo telescópio é tão emocionante para mim. Está potencialmente nos dizendo há toda uma população de galáxias que se escondem de nós."

Se esta conclusão for confirmada, sugere que o Universo primitivo era muito mais poeirento do que se pensava anteriormente.

A equipe publicou suas descobertas no The Astrophysical Journal .

O projeto COSMOS-Web – a maior iniciativa inicial de pesquisa do JWST, coliderado por Caitlin Casey, professora associada da UT Austin – visa mapear até 1 milhão de galáxias de uma parte do céu do tamanho de três luas cheias. O objetivo, em parte, é estudar as primeiras estruturas do universo. A equipe de mais de 50 pesquisadores recebeu 250 horas de observação no primeiro ano do JWST e recebeu um primeiro lote de dados em dezembro de 2022, com mais chegando até janeiro de 2024.

Uma galáxia poeirenta com formação de estrelas é difícil de ver na luz óptica porque grande parte da luz das suas estrelas é absorvida por um véu de poeira e depois reemitida em comprimentos de onda mais vermelhos (ou mais longos). Antes do JWST, os astrônomos às vezes se referiam a elas como “galáxias escuras do Hubble”, em referência ao telescópio espacial anteriormente mais sensível.

"Até agora, a única maneira de vermos galáxias no universo primitivo foi a partir de uma perspectiva óptica com o Hubble", disse McKinney. "Isso significa que a nossa compreensão da história da evolução das galáxias é tendenciosa porque estamos apenas vendo galáxias desobstruídas e menos empoeiradas."

Esta galáxia, AzTECC71, foi detectada pela primeira vez como uma bolha indistinta de emissão de poeira por uma câmera do Telescópio James Clerk Maxwell, no Havaí, que vê em comprimentos de onda entre o infravermelho distante e as microondas. A equipe COSMOS-Web localizou em seguida o objeto em dados coletados por outra equipe usando o telescópio ALMA no Chile, que tem maior resolução espacial e pode ver no infravermelho. Isso lhes permitiu restringir a localização da fonte. Quando analisaram os dados do JWST no infravermelho num comprimento de onda de 4,44 mícrons, encontraram uma galáxia ténue exatamente no mesmo local. Em comprimentos de onda de luz mais curtos, abaixo de 2,7 mícrons, era invisível.

Agora, a equipe está trabalhando para descobrir mais dessas galáxias tênues do JWST.

"Com o JWST, podemos estudar pela primeira vez as propriedades ópticas e infravermelhas desta população oculta de galáxias fortemente obscurecida por poeira", disse McKinney, "porque é tão sensível que não só pode olhar para os confins mais distantes do universo, mas também pode perfurar o mais espesso dos véus de poeira."

A equipe estima que a galáxia está sendo vista com um desvio para o vermelho de cerca de 6, o que se traduz em cerca de 900 milhões de anos após o Big Bang.

Os autores do estudo da UT Austin são McKinney, Casey, Olivia Cooper (bolsista de pós-graduação da National Science Foundation), Arianna Long (bolsista do NASA Hubble), Hollis Akins e Maximilien Franco.