Telescópio James Webb observa limites para se aproximar do Big Bang

O Telescópio Espacial James Webb, da Nasa, voltou a ampliar os limites do conhecimento sobre o Universo ao confirmar a existência de uma galáxia extremamente brilhante formada apenas 280 milhões de anos após o Big Bang. A descoberta reforça o papel do observatório como principal instrumento para investigar o chamado “amanhecer cósmico” e revela um universo primitivo muito diferente do que os modelos teóricos previam.

Batizada de MoM-z14, a galáxia recém-confirmada traz pistas valiosas sobre a evolução inicial do cosmos. Segundo os cientistas, o Webb vem superando sucessivamente os marcos estabelecidos desde o início de sua operação, e a nova observação aprofunda o debate sobre a formação das primeiras estruturas do universo.

“Com o Webb, conseguimos enxergar mais longe do que jamais foi possível, e o que estamos encontrando não se parece com o que prevíamos. Isso é desafiador e empolgante ao mesmo tempo”, afirmou Rohan Naidu, do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), autor principal do estudo publicado no Open Journal of Astrophysics.

A análise da MoM-z14 foi feita com o instrumento NIRSpec, espectrógrafo de infravermelho próximo do Webb. Os astrônomos confirmaram que a galáxia apresenta um desvio para o vermelho cosmológico de 14,44, um indicativo de que sua luz viajou pelo espaço em expansão por cerca de 13,5 bilhões de anos, quase toda a história do Universo, estimada em 13,8 bilhões de anos.

De acordo com Pascal Oesch, da Universidade de Genebra e copesquisador principal do levantamento, a confirmação por meio de espectroscopia é essencial. “As imagens nos permitem estimar distâncias, mas apenas observações mais detalhadas garantem que saibamos exatamente o que estamos vendo e em que momento do Universo isso ocorreu”, explicou.

A MoM-z14 integra um grupo crescente de galáxias inesperadamente luminosas no universo primitivo, um número até 100 vezes maior do que o previsto por estudos teóricos anteriores ao lançamento do Webb. Para os pesquisadores, essa discrepância evidencia um distanciamento cada vez maior entre teoria e observação.

“Existe um abismo crescente entre os modelos e o que estamos observando no universo inicial, o que levanta questões fundamentais para pesquisas futuras”, afirmou Jacob Shen, pesquisador de pós-doutorado do MIT.

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Uma das pistas para entender esse cenário pode estar nas estrelas mais antigas da Via Láctea. Algumas delas apresentam altas concentrações de nitrogênio, característica também identificada em galáxias primitivas observadas pelo Webb, incluindo a MoM-z14. Esse enriquecimento químico é considerado incomum para um período tão próximo ao Big Bang.

Como a galáxia se formou muito cedo, os cientistas avaliam que não houve tempo suficiente para múltiplas gerações de estrelas produzirem tanto nitrogênio. Uma das hipóteses é que o ambiente extremamente denso do universo primordial tenha favorecido a formação de estrelas supermassivas, capazes de gerar quantidades elevadas desse elemento.

Além disso, a MoM-z14 apresenta sinais de estar dissipando a densa névoa de hidrogênio que dominava o universo primitivo. Esse processo faz parte da chamada reionização, período em que a luz das primeiras estrelas começou a atravessar o gás primordial e a se propagar pelo espaço. Mapear essa fase é um dos principais objetivos científicos do James Webb.

As descobertas dão continuidade a um legado iniciado antes mesmo do lançamento do Webb. Em 2016, o Telescópio Espacial Hubble identificou a galáxia GN-z11, formada cerca de 400 milhões de anos após o Big Bang. O Webb confirmou sua distância e, desde então, vem encontrando galáxias ainda mais antigas e brilhantes.

Com o acúmulo dessas observações, os astrônomos acreditam que essas descobertas não são exceções. A expectativa é que o futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, também da Nasa, amplie significativamente o número de galáxias primitivas conhecidas, graças à combinação de imagens infravermelhas de alta resolução e um amplo campo de visão.

“Para entender o que realmente aconteceu no universo primitivo, precisamos de mais dados, observações mais detalhadas e uma amostra maior de galáxias”, afirmou Yijia Li, estudante de pós-graduação da Universidade Estadual da Pensilvânia. “Estamos vivendo um momento extraordinário, em que o Webb está revelando o universo inicial como nunca antes.”

O Telescópio Espacial James Webb é o mais avançado observatório científico espacial já construído. Liderado pela Nasa em parceria com a ESA (Agência Espacial Europeia) e a CSA (Agência Espacial Canadense), o projeto investiga desde os mistérios do Sistema Solar até as origens e a evolução do universo.