Webb observa o gêmeo da Via Láctea no início do universo

Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb descobriram Ceers-2112, a galáxia espiral isolada mais distante observada até hoje. Isto desafia suposições anteriores sobre a evolução das galáxias, mostra que as galáxias se organizaram mais cedo do que se pensava anteriormente e pode levar a mudanças nos modelos teóricos de formação de galáxias.

A equipe de pesquisa, incluindo um astrônomo da Universidade da Califórnia, em Riverside, fez a descoberta usando… Telescópio Espacial James Webb.

Usando o Telescópio Espacial James Webb, uma equipe internacional que inclui o astrônomo Alexander de la Vega, da Universidade da Califórnia, Riverside (UCR), descobriu a mais distante galáxia semelhante a uma galáxia espiral barrada. via Láctea que foi observado até agora.

Até agora, pensava-se que galáxias espirais barradas como a Via Láctea não poderiam ser observadas antes de o Universo, que se estima ter 13,8 mil milhões de anos, atingir metade da sua idade actual.

Pesquisa publicada na revista natureza Esta semana, foi liderado por cientistas do Centro de Astrobiologia da Espanha.

“Esta galáxia, chamada Ceres-2112, formou-se logo após o seu aparecimento a grande explosãodisse o coautor de la Vega, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Física e Astronomia. “A descoberta do ceers-2112 mostra que as galáxias no universo primitivo poderiam ser tão ordenadas como a Via Láctea. Isto é surpreendente porque as galáxias eram muito mais caóticas no universo primitivo e muito poucas delas tinham estruturas semelhantes às da Via Láctea. ”

Compreendendo as barras galácticas

Ceers-2112 tem um bar no centro. De la Vega explicou que uma barra galáctica é uma estrutura feita de estrelas dentro de galáxias. Os pubs húngaros são como os bares da nossa vida quotidiana, como uma barra de chocolate. Ele disse que é possível encontrar barras em galáxias não espirais, mas são muito raras.

“Quase todas as barras são encontradas em galáxias espirais”, disse de la Vega, que ingressou na UCLA no ano passado depois de obter um doutorado em astronomia pela Universidade Johns Hopkins. “A barra no CEERS-2112 sugere que as galáxias amadureceram e se organizaram muito mais rapidamente do que pensávamos anteriormente, o que significa que alguns aspectos das nossas teorias sobre a formação e evolução das galáxias precisam de ser revistos.”

Uma representação artística da galáxia espiral barrada Circe-2112, observada no universo primitivo. A Terra é refletida numa bolha imaginária que envolve a galáxia, indicando a relação entre a Via Láctea e o CEERS-2112. Crédito: Luca Costantin/CAB/CSIC-INTA

O entendimento anterior dos astrónomos sobre a evolução das galáxias era que eram necessários vários milhares de milhões de anos para as galáxias se organizarem o suficiente para desenvolverem barras.

“A descoberta de Ceers-2112 mostra que isso poderia ter acontecido apenas numa pequena fração desse tempo, cerca de mil milhões de anos ou menos”, disse de la Vega.

Segundo ele, acredita-se que as barras galácticas se formam em galáxias espirais com estrelas girando de maneira ordenada, como na Via Láctea.

“Nessas galáxias, as barras podem formar-se espontaneamente devido a instabilidades na estrutura espiral ou a efeitos gravitacionais de uma galáxia vizinha”, disse de la Vega. “No passado, quando o Universo era muito jovem, as galáxias eram instáveis ​​e caóticas. Pensava-se que as barras não podiam formar-se ou durar muito tempo nas galáxias do Universo primitivo.

Implicações da descoberta e suas contribuições

Espera-se que a descoberta de Ceers-2112 mude pelo menos dois aspectos da astronomia.

Alexander de la Vega é pesquisador de pós-doutorado na Universidade da Califórnia, Riverside. Crédito: Alexander de la Vega, UC Riverside

“Primeiro, os modelos teóricos de formação e evolução de galáxias precisarão levar em conta que algumas galáxias se tornaram estáveis ​​o suficiente para hospedar barras muito cedo na história do universo”, disse de la Vega. “Estes modelos podem precisar de se ajustar à quantidade de matéria escura que forma galáxias no Universo primitivo, uma vez que se pensa que a matéria escura influencia a taxa de formação das barras. Em segundo lugar, a descoberta do CEERS-2112 mostra que estruturas como barras podem ser detectadas quando o universo era muito jovem. Isto é importante porque as galáxias no passado distante eram menores do que são agora, tornando as barras mais difíceis de encontrar.A descoberta do CEERS-2112 abre caminho para a descoberta de mais barras no universo jovem.

De la Vega ajudou a equipe de pesquisa estimando o desvio para o vermelho e as propriedades de Ceers-2112. Ele também contribuiu para a interpretação das medições.

“O desvio para o vermelho é uma propriedade observável de uma galáxia que indica a que distância ela está e a que distância no tempo a galáxia pode ser vista, e é o resultado da velocidade finita da luz”, disse ele.

O que mais surpreendeu de la Vega na descoberta do Ceers-2112 foi até que ponto as propriedades do seu bastão poderiam ser restringidas.

“Inicialmente, pensei que detectar e estimar as propriedades de barras em galáxias como a SEARS-2112 estaria repleto de incertezas de medição”, disse ele. “Mas o poder do Telescópio Espacial James Webb e a experiência da nossa equipa de investigação ajudaram-nos a estabelecer fortes restrições quanto ao tamanho e forma da barra.”

Na UCLA, de la Vega supervisiona a divulgação em astronomia. Ele planeja noites de telescópio dentro e fora do campus e faz visitas a escolas locais para fazer apresentações sobre astronomia. Ele também lidera uma série de palestras públicas sobre astronomia chamadas “Quintas-feiras Cósmicas”, bem como eventos únicos para ocasiões especiais, como festas para observação de eclipses.

O artigo é intitulado “Uma galáxia espiral barrada semelhante à Via Láctea com redshift 3”.

Referência: “Uma galáxia espiral barrada semelhante à Via Láctea no redshift 3” por Luca Costantin, Pablo G. Pérez González, Yuchen Gu, Chiara Buteta, Sharda Goji, Michaela B. Bagley, Guillermo Barro, Jehan S. Kartaltepe, Anton M. Kokemoyer, Cristina Capello, Enrico Maria Corsini, Jairo Méndez Abreu, Alexandre de la Vega, Karthik J. Iyer, Laura Bisgiello, Yingjie Cheng, Lorenzo Morelli, Pablo Arrabal Haro, Fernando Buitrago, M. C. Cooper, Avishay Dekel, Mark Dickinson e Stephen L. Finkelstein, Mauro Giavalesco, Benny W. Holwerda, Mark Huertas-Company e Ray A. Lucas, Casey Papovich, Nor Pierzkal, Liz-Marie Seely, Jesús Vega-Ferrero, Stijn Waits e Leigh Aaron Young, 8 de novembro de 2023, natureza.
doi: 10.1038/s41586-023-06636-x