James Webb revela segredo das primeiras luzes do universo

O telescópio James Webb ajudou os cientistas a encontrar pistas sobre as primeiras luzes do universo, época conhecida como amanhecer cósmico. Eles descobriram que os fótons começaram a viajar pelo cosmos graças às galáxias anãs, responsáveis pela reionização do gás hidrogênio.

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Durante muito tempo após o Big Bang, o universo quente era composto por plasma ionizado, ou seja, prótons e elétrons livres em nuvens compactas. À medida que esfriava e se expandia, o cosmos permitiu que essas partículas se unissem para formar o gás hidrogênio, deixando de ser opaco.

Ainda assim, o universo era escuro porque não havia muitas fontes emissoras de luz. Contudo, a formação do hidrogênio permitiu o surgimento das primeiras estrelas e galáxias que emitiram radiação ionizante, como a ultravioleta.

Essa radiação arrancou novamente os elétrons de seus núcleos, ou seja, ionizou o gás hidrogênio vizinho e o transformou novamente em plasma. Dessa vez, no entanto, o universo havia expandido o suficiente para o plasma se tornar difuso, sem poder impedir os fótons de percorrerem o universo.

O processo descrito é uma parte importante dos modelos cosmológicos atualmente aceitos, mas ainda faltam alguns detalhes, já que não é fácil observar o universo primordial. Felizmente, o James Webb facilitou as coisas e forneceu imagens de objetos nunca vistos antes.

Com os dados do aglomerado de galáxias Abell 2744, cientistas encontraram as galáxias mais tênues de uma época correspondente ao primeiro bilhão de anos do universo. O estudo, parte do programa UNCOVER, revelou que pequenas galáxias anãs são as prováveis produtoras de parte significativa da radiação que reionizou o universo.

Na verdade, os autores do estudo descobriram que as galáxias anãs, além de serem as mais abundantes no universo primordial, são muito mais brilhantes do que o esperado. Elas superam galáxias grandes numa proporção de 100 para 1, emitindo quatro vezes mais radiação ionizante do que se imaginava.

Embora pequenas, a energia coletiva dessas galáxias é o suficiente para desempenhar um papel fundamental na reionização do universo, tornando-se peças que faltavam para o quebra-cabeças.

Ainda falta muito trabalho a ser feito, como estudar mais regiões do céu à procura de outras galáxias semelhantes — afinal, o universo é essencialmente igual em todas as direções.

O artigo da nova pesquisa foi publicado na Nature.

Fonte: Nature, ESA