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A galáxia MXDFz4.4 existiu apenas 1,4 mil milhões de anos após o Big Bang e provavelmente ajudou a abrir caminho para canais de fotões em todo o Universo. | Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Ilias Goovaerts (STScI), Mark Rafelsky (STScI, JHU), Anton Koekemoer (STScI); Processamento de imagem: Alyssa Pagan (STScI)
Os astrônomos avistaram uma antiga galáxia brilhando através da névoa cósmica do universo primitivo, revelando uma visão detalhada que se pensava impossível.
Usando a NASA Telescópio Espacial Hubbleincluindo dados de Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul, os investigadores detectaram fotões ultravioleta “ionizantes” – luz poderosa capaz de retirar electrões dos átomos de hidrogénio – vindos de uma galáxia chamada MXDFz4.4. Esta é a primeira detecção desse tipo já registrada, ocorrendo cerca de 250 milhões de anos após o fim de uma grande mudança cósmica. A Era da RenovaçãoOs pesquisadores explicaram em estudo publicado em 23 de junho Jornal Astrofísico.
Centenas de milhões de anos depois o grande estrondoO espaço entre as galáxias foi preenchido com uma névoa de gás hidrogênio neutro que bloqueou esse tipo de luz. Com o tempo, a radiação das primeiras estrelas e galáxias ionizou esse gás, eliminando a neblina e permitindo que a luz viajasse livremente pelo Universo – um processo que os astrónomos ainda estão a trabalhar para compreender completamente.
“Foi considerado impossível” Elias Guverts, um pós-doutorado no Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore e primeiro autor do novo estudo, disse ao Live Science. “O que há de especial nesta galáxia é que ela atravessa grande parte do meio intergaláctico (plasma ionizado dentro da galáxia). É a mais distante, por isso tem o meio mais intergaláctico para atravessar.”
O que torna o MXDFz4.4 incomum é a combinação de seu tamanho e taxa de formação de estrelas. A galáxia é cerca de 100 vezes menor em área a via lácteaNo entanto, forma estrelas cerca de 10 vezes mais rápido, agrupando um grande número de estrelas jovens num espaço compacto. De acordo com Goovaerts, este efeito de aglomeração ajuda a galáxia a abrir canais através do gás circundante, permitindo que a luz ionizante saia da galáxia e, em última análise, do espaço nublado entre as galáxias. A equipe estima que metade e toda a luz ionizante da galáxia está escapando em algum ponto intermediário.
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A descoberta, feita em outubro, foi uma surpresa. Enquanto preparava uma proposta de financiamento não relacionada, poucos dias antes de um grande prazo, Goovaerts verificou uma imagem existente e profunda do Hubble para ver se alguém já tinha visto esse tipo de sinal antes. Dentro de algumas horas, ele recebeu um sinal de esperança. “A ideia passou de nós para mim muito, muito rapidamente, OK, aqui está algo e é emocionante”, disse Gouverts. “Ficamos entusiasmados desde o primeiro dia, mas depois levamos meses para amadurecer e descobrir todas as características da galáxia.”
A galáxia é um exemplo de MXDFz4.4 porque apareceu cerca de 1,4 mil milhões de anos após o Big Bang, quando a época de renovação estava a chegar ao fim. | Crédito: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
A pesquisa baseia-se num conjunto invulgarmente rico de observações: uma imagem extremamente profunda do Hubble obtida após 40 horas de observação; A imagem JWST, em muitos comprimentos de onda, é usada para rastrear as histórias estelares e de formação estelar de galáxias; E um dos espectros mais profundos obtido de uma única região do céu, recolhido ao longo de seis dias de observação com o instrumento Multi-Unit Spectroscopic Explorer do VLT. Esse espectro confirmou a distância da galáxia através das suas linhas de emissão Lyman-alfa – que actuam como uma “impressão digital de hidrogénio”, ou um brilho emitido pelo gás hidrogénio excitado, que os astrónomos podem usar para medir a distância e o tempo cósmicos.
Nenhuma outra galáxia deste período inicial mostrou anteriormente luz ionizante detectável, tornando MXDFz4.4 única até agora, coautor do estudo Marco RafelskyVice-Chefe da Missão do Telescópio Espacial Hubble no STScI, observou o comunicado. .
Os investigadores dizem que uma poderosa explosão de formação estelar vista em MXDFz4.4 pode ter desempenhado um papel importante na eliminação da neblina de hidrogénio do Universo primitivo, e que é provável que ainda sejam encontradas mais galáxias como esta.
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