James Webb flagra universo criando os primeiros grupos gigantes de galáxias

Resultados recentes com o James Webb confirmaram a descoberta do protoaglomerado de galáxias mais distante já observado.

O trabalho liderado por Takahiro Morishita, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, será publicado na revista "The Astrophysical Journal Letters" e já está disponível para os cientistas do mundo todo.

Eu sempre falo, mas não custa repetir: devido à velocidade finita da luz, quanto mais distante um objeto observado no céu, mais tempo sua luz levou para chegar até nós, o que significa que podemos ver o passado do universo.

Neste caso, o protoaglomerado está sendo visto quando o universo tinha apenas 650 milhões de anos, ou cerca de 5% de sua idade atual.

Mas o que exatamente são protoaglomerados?

Sabemos que galáxias não estão distribuídas aleatoriamente no espaço. Muitas delas são encontradas em grupos de dezenas, centenas ou até mesmo milhares de galáxias.

Todos esses objetos estão unidos por uma grande massa de matéria escura —que corresponde a cerca de 85% de toda a matéria do aglomerado.

A massa total de aglomerados pode chegar a um quatrilhão de vezes a massa do Sol, isto é, 1.000.000.000.000.000 massas solares!

São as maiores estruturas formadas no universo, e claramente são de grande importância para entendermos como a evolução cósmica acontece desde o Big Bang.

No entanto, justamente porque esses aglomerados começam pequenos e espalhados por aí, seu estudo representa um enorme desafio.

Os protoaglomerados podem ser considerados o elo perdido dessa cadeia.

Começando com uma pequena massa comparável à massa da nossa galáxia, a Via Láctea (menos de um trilhão de massas solares), ele começa a atrair mais galáxias e mais matéria escura para si, até se tornar comparável aos gigantes que conhecemos nos dias atuais.

Por isso mesmo a descoberta é tão importante: estamos pegando o universo no flagra, formando seus primeiros aglomerados gigantes.

Uma pequena ajuda

Como disse antes, descobrir os protoaglomerados não é tarefa fácil.

Nos aglomerados atuais, as galáxias já passaram por várias interações gravitacionais e encontram-se mais próximas umas das outras. Nos protoaglomerados, as galáxias estão mais espalhadas, o que dificulta a caracterização da estrutura.

Pior, temos que ter cuidado para descartar efeitos de projeção, isto é, objetos na frente ou atrás do protoaglomerado que possam aparentar pertencer à estrutura, mas que na verdade estariam a centenas de milhões de anos-luz de distância.

Assim, confirmar as distâncias é fundamental, um processo que depende do que chamamos de espectroscopia.

O telescópio espacial James Webb é especialista na técnica de espectroscopia, mas mesmo ele tem dificuldade para medir o espectro de galáxias a distâncias tão grandes.

Neste caso, ele teve uma pequena ajuda: a presença de um aglomerado (já conhecido anteriormente) na frente do protoaglomerado. Esse aglomerado mais próximo age como uma lente gravitacional (através do efeito relativístico de curvar o espaço-tempo ao seu redor), aumentando o brilho das galáxias de fundo.

Isso não é por acaso, claro. Conhecendo bem o efeito, cientistas procuram objetos distantes atrás desses aglomerados, aproveitando-se das lentes gravitacionais. Foi assim que encontraram o protoaglomerado deste trabalho.