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Uma equipe internacional liderada pela Universidade de Genebra (UNIGE) identificou três galáxias ultramassivas - quase tão massivas quanto a Via Láctea - já existentes no primeiro bilhão de anos após o Big Bang.
Esta descoberta surpreendente foi possível graças ao programa FRESCO do Telescópio Espacial James Webb, que usa o espectrógrafo NIRCam / grism para medir distâncias precisas e massas estelares de galáxias. Os resultados indicam que a formação de estrelas no início do Universo foi muito mais eficiente do que se pensava anteriormente, desafiando os modelos de formação de galáxias existentes. O estudo foi publicado na Nature.
No modelo teórico preferido pelos cientistas, as galáxias se formam gradualmente dentro de grandes halos de matéria escura. Os halos de matéria escura capturam gás (átomos e moléculas) em estruturas gravitacionalmente ligadas. Normalmente, apenas cerca de 20% desse gás, no máximo, é convertido em estrelas em galáxias.
No entanto, novas descobertas desafiam essa visão. Os pesquisadores revelam que galáxias massivas no início do Universo podem ter sido muito mais eficientes na construção de estrelas do que suas contrapartes posteriores, crescendo muito mais rapidamente do que se pensava anteriormente.
DESCOBERTA DE 'MONSTROS VERMELHOS'
As capacidades incomparáveis do JWST permitiram aos astrônomos estudar sistematicamente galáxias no Universo muito distante e primitivo, fornecendo informações sobre galáxias massivas e obscurecidas por poeira. Ao analisar galáxias na pesquisa FRESCO, os cientistas descobriram que a maioria das fontes se encaixa nos modelos existentes.
No entanto, eles também encontraram três galáxias surpreendentemente massivas, com massas estelares comparáveis à Via Láctea de hoje. Estes estão formando estrelas quase duas vezes mais eficientemente do que suas contrapartes de menor massa e galáxias em momentos posteriores. Devido ao seu alto teor de poeira, que lhes dá uma aparência vermelha distinta nas imagens do JWST, eles foram chamados de três "monstros vermelhos".
"Nossas descobertas estão remodelando nossa compreensão da formação de galáxias no início do universo", diz o Dr. Mengyuan Xiao, principal autor do novo estudo e pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE.
"As propriedades massivas desses 'monstros vermelhos' dificilmente foram determinadas antes do JWST, pois são opticamente invisíveis devido à atenuação da poeira", diz o Dr. David Elbaz, diretor de pesquisa do CEA Paris-Saclay.
UM MARCO NAS OBSERVAÇÕES DE GALÁXIAS
A equipe internacional desenvolveu um novo programa com o JWST para analisar sistematicamente uma amostra completa de galáxias de linhas de emissão nos primeiros bilhões de anos da história cósmica. Essa abordagem permitiu que a equipe obtivesse estimativas precisas de distância e medições confiáveis de massa estelar para a amostra completa da galáxia.
"Nossas descobertas destacam o notável poder da espectroscopia NIRCam/grism", explica Pascal Oesch, professor associado do Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE, investigador principal deste programa de observação.
"O instrumento a bordo do telescópio espacial nos permite identificar e estudar o crescimento das galáxias ao longo do tempo e obter uma imagem mais clara de como a massa estelar se acumula ao longo da história cósmica".
GALÁXIAS 'MUITAS, MUITO MASSIVAS' NO INÍCIO DO UNIVERSO
Embora essas descobertas não entrem em conflito com o modelo cosmológico padrão, elas levantam novas questões para as teorias de formação de galáxias, especificamente a questão de galáxias "muitas, muito massivas" no início do Universo.
Os modelos atuais podem precisar considerar processos únicos que permitiram que certas galáxias massivas iniciais alcançassem uma formação estelar tão eficiente e, assim, se formassem muito rapidamente, muito cedo no Universo. Observações futuras com o JWST e o Atacama Large Millimeter Array (ALMA) fornecerão mais informações sobre esses monstros vermelhos ultramassivos e revelarão amostras maiores de tais fontes.
"Esses resultados indicam que as galáxias no início do universo podem formar estrelas com eficiência inesperada", conclui o Dr. Xiao. "À medida que estudamos essas galáxias com mais profundidade, elas oferecerão novos insights sobre as condições que moldaram as primeiras épocas do Universo. Os monstros vermelhos são apenas o começo de uma nova era em nossa exploração do Universo primitivo".
MAIS INFORMAÇÕES: Mengyuan Xiao, Formação acelerada de galáxias ultramassivas no primeiro bilhão de anos, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08094-5. www.nature.com/articles/s41586-024-08094-5
Informações da revista: Nature
Fornecido pela Universidade de Genebra
Créditos/fonte/Publicação: por Universidade de Genebra. phys.org
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Fonte: News Deep Space
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