45.000 galáxias brilham na nova foto do telescópio James Webb

"Entre as questões mais fundamentais da astronomia está: como se formaram as primeiras estrelas e galáxias?" NASA escreve. O Telescópio Espacial James Webb não está no espaço há muito tempo, mas já está fornecendo informações críticas sobre essa questão monumental.

Uma nova imagem capturada como parte de um dos programas científicos mais significativos do Webb, o JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, ou JADES, não é apenas visualmente impressionante, mas também incrivelmente importante para os cientistas que trabalham para entender a história do universo, especialmente seus primeiros dias.

Como parte do JADES, o Webb dedicará pouco mais de um mês de seu valioso tempo de telescópio para capturar e analisar galáxias distantes e muito fracas. Algumas das observações já ocorreram e os dados continuam a chegar a partir dessas primeiras imagens.

"Enquanto os dados ainda estão chegando, JADES já descobriu centenas de galáxias que existiam quando o universo tinha menos de 600 milhões de anos. A equipe também identificou galáxias brilhando com uma infinidade de estrelas jovens e quentes", explica a NASA.

A área, GOODS-South, também foi fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble, que ajuda a colocar em perspectiva quanto mais detalhes o Webb oferece.

"Com JADES, queremos responder a muitas perguntas, como: como as primeiras galáxias se formaram? Com ​​que rapidez elas formaram estrelas? Por que algumas galáxias param de formar estrelas?" diz Marcia Rieke da Universidade do Arizona em Tucson, co-líder do programa JADES.

Ryan Endsley, da Universidade do Texas em Austin, liderou uma investigação sobre as galáxias que existiram apenas 500 a 850 milhões de anos após o big bang. Este período, conhecido como a Época da Reionização, permanece bastante misterioso.

A NASA explica a reionização, escrevendo: "Por centenas de milhões de anos após o big bang, o universo foi preenchido com uma névoa gasosa que o tornou opaco à luz energética. Por um bilhão de anos após o big bang, a névoa se dissipou e o universo tornou-se transparente, um processo conhecido como reionização."

Alguns cientistas acreditam que buracos negros supermassivos causaram a reionização homônima, outros acreditam que galáxias cheias de estrelas jovens, que queimam de forma extremamente quente, foram o ímpeto por trás da reionização.

Como parte do JADES, Endsley e seus colegas têm estudado essas importantes galáxias distantes e antigas usando o instrumento Webb's Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec). A equipe queria encontrar evidências de formação estelar e encontrou.

"Quase todas as galáxias que encontramos mostram essas assinaturas de linha de emissão excepcionalmente fortes, indicando intensa formação estelar recente. Essas primeiras galáxias eram muito boas em criar estrelas quentes e massivas", diz Endsley.

As estrelas massivas e brilhantes, por sua vez, dispararam torrentes de luz ultravioleta para o espaço, o que mudou a natureza do gás circundante de opaco para transparente. Isso foi conseguido por meio da ionização, que é o processo de remoção de elétrons de seus núcleos.

Como as primeiras galáxias tinham tantas estrelas massivas e quentes, elas podem ter sido o principal catalisador para o processo de reionização que tem sido muito debatido na comunidade científica.

"Endsley e seus colegas também encontraram evidências de que essas galáxias jovens passaram por períodos de rápida formação estelar intercalados com períodos de silêncio onde menos estrelas se formaram. Como as estrelas massivas explodem rapidamente, elas podem ter injetado energia no ambiente ao redor periodicamente, evitando que o gás se condense para formar novas estrelas”, escreve a NASA.

Outro grande componente do JADES é a busca por galáxias muito antigas, que neste contexto são galáxias que existiram menos de 400 milhões de anos após o big bang.

"Ao estudar essas galáxias, os astrônomos podem explorar como a formação de estrelas nos primeiros anos após o big bang era diferente do que é visto nos tempos atuais. A luz de galáxias distantes é esticada para comprimentos de onda mais longos e cores mais vermelhas pela expansão do universo - um fenômeno chamado desvio para o vermelho. Ao medir o desvio para o vermelho de uma galáxia, os astrônomos podem saber a que distância ela está e, portanto, quando ela existiu no início do universo", explica a NASA.