Telescópio Webb detecta as moléculas orgânicas mais distantes do universo

Jan 20, 2024

Uma equipe internacional de astrônomosdetectou moléculas orgânicas complexasna galáxia mais distante até hoje usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA.

A descoberta das moléculas, que são familiares na Terra em fumaça, fuligem e poluição atmosférica, demonstra o poder de Webb para ajudar a entender a química complexa que anda de mãos dadas com o nascimento de novas estrelas, mesmo nos primeiros períodos do história do universo. Pelo menos para as galáxias, as novas descobertas lançam dúvidas sobre o velho ditado de que onde há fumaça, há fogo.

Usando o telescópio Webb, o astrônomo da Texas A&M University Justin Spilker e colaboradores encontraram as moléculas orgânicas em uma galáxia a mais de 12 bilhões de anos-luz de distância. Por causa de sua distância extrema, a luz detectada pelos astrônomos começou sua jornada quando o universo tinha menos de 1,5 bilhão de anos – cerca de 10% de sua idade atual. A galáxia foi descoberta pela primeira vez pelo Telescópio do Pólo Sul da National Science Foundation em 2013 e desde então tem sido estudada por muitos observatórios, incluindo o radiotelescópio ALMA e o Telescópio Espacial Hubble.

Spilker observa que a descoberta, relatada esta semana na revista Nature, foi possível graças aos poderes combinados de Webb e do destino, com uma pequena ajuda de um fenômeno chamado lente gravitacional. Lensing, originalmente previsto pela teoria da relatividade de Albert Einstein, acontece quando duas galáxias estão quase perfeitamente alinhadas do nosso ponto de vista na Terra. A luz da galáxia de fundo é esticada e ampliada pela galáxia de primeiro plano em uma forma de anel, conhecida como anel de Einstein.

"Ao combinar as incríveis capacidades do Webb com uma 'lupa cósmica' natural, conseguimos ver ainda mais detalhes do que de outra forma", disse Spilker, professor assistente do Departamento de Física e Astronomia do Texas A&M e membro do George P. e Cynthia Woods Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy. "Esse nível de ampliação é realmente o que nos interessou em olhar para esta galáxia com Webb em primeiro lugar, porque realmente nos permite ver todos os ricos detalhes do que compõe uma galáxia no início do universo que nunca poderíamos ver de outra forma. "

Os dados do Webb encontraram a assinatura reveladora de grandes moléculas orgânicas semelhantes à poluição atmosférica e à fumaça - blocos de construção das mesmas emissões de hidrocarbonetos causadores de câncer na Terra que são os principais contribuintes para a poluição atmosférica. No entanto, Spilker diz que as implicações dos sinais de fumaça galáctica são muito menos desastrosas para seus ecossistemas cósmicos.

"Essas grandes moléculas são realmente muito comuns no espaço", explicou Spilker. "Os astrônomos costumavam pensar que eram um bom sinal de que novas estrelas estavam se formando. Em qualquer lugar que você visse essas moléculas, as estrelas bebês também estavam brilhando."

Os novos resultados do Webb mostram que essa ideia pode não soar exatamente verdadeira no início do universo, de acordo com Spilker.

"Graças às imagens de alta definição do Webb, encontramos muitas regiões com fumaça, mas sem formação estelar, e outras com novas estrelas se formando, mas sem fumaça", acrescentou Spilker.

Kedar Phadke, estudante de pós-graduação da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, que liderou o desenvolvimento técnico das observações do Webb da equipe, observou que os astrônomos estão usando o Webb para fazer conexões na vastidão do espaço com um potencial sem precedentes.

“Descobertas como esta são precisamente o que o Webb foi construído para fazer: entender os primeiros estágios do universo de maneiras novas e emocionantes”, disse Phadke. "É incrível que possamos identificar moléculas a bilhões de anos-luz de distância com as quais estamos familiarizados aqui na Terra, mesmo que apareçam de maneiras que não gostamos, como poluição e fumaça. É também uma declaração poderosa sobre o incrível capacidades do Webb que nunca tivemos antes."

A liderança da equipe também inclui a astrônoma do Goddard Space Flight Center da NASA, Jane Rigby, o professor da Universidade de Illinois, Joaquin Vieira, e dezenas de astrônomos ao redor do mundo.