Os astrônomos da NASA examinaram o passado, no início do universo, apenas 650 milhões de anos após o Big Bang, e viram como sete galáxias em interação formaram um protoaglomerado.
Atualmente, este protoaglomerado é o aglomerado de galáxias mais distante cuja existência foi confirmada pelos cientistas. As simulações mostram que o sistema se transformará em um dos maiores e mais antigos aglomerados de galáxias conhecidos no universo, mais de 100 vezes mais massivo do que a nossa própria galáxia, a Via Láctea.
Um artigo descrevendo os resultados do estudo foi publicado no The Astrophysical Journal Letters. O principal autor é Takahiro Morishita, pesquisador do IPAC Astronomy Center no California Institute of Technology.
Sete galáxias foram descobertas pela primeira vez usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA. No entanto, embora todas as galáxias fossem observadas ao longo da mesma linha de visão, o Hubble não era sensível o suficiente para determinar exatamente a que distância as galáxias estavam umas das outras.
Usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA (JWST), a equipe conseguiu medir com precisão a distância da Terra a cada uma das sete galáxias, medindo uma propriedade chamada redshift. Redshift é uma medida de quão longe as galáxias estão da Terra – quanto mais longe uma galáxia estiver, maior será seu redshift.
Devido à expansão do nosso universo, a luz das galáxias muda para comprimentos de onda mais longos e "mais vermelhos" com a distância, assim como as ondas sonoras de uma sirene de ambulância passando por você mudam para frequências mais longas e baixas conforme a ambulância se afasta de você.
Para estudar o desvio para o vermelho de uma galáxia, os astrônomos registram seus espectros – o arco-íris de comprimentos de onda emitidos pela galáxia – e procuram assinaturas conhecidas de moléculas como hidrogênio e hélio. Esses comprimentos de onda mudarão ou ficarão vermelhos com o aumento da distância.
Surpreendentemente, cada galáxia tem o mesmo desvio para o vermelho de 7,88, o que significa 13 bilhões de anos-luz da Terra (para referência, um ano-luz, a distância que a luz percorre em um ano, é de 9,4 trilhões de km), indicando que estão todos amontoados. O sistema, localizado na constelação do Escultor, é atualmente o protoaglomerado espectroscopicamente confirmado mais distante até hoje.
Como a luz dessas galáxias viaja para os telescópios há bilhões de anos, os astrônomos as veem como existiam há muito tempo, apenas centenas de milhões de anos após o nascimento do nosso universo. Dado o seu tamanho na época, elas podem estar entre as primeiras galáxias a se formar. Embora não possamos ver o aglomerado como ele existe hoje, simulações numéricas sugerem que agora pode ser um dos maiores aglomerados do universo.
Os cientistas dizem que aglomerados dessa natureza são muito raros e difíceis de detectar. "É improvável que encontremos outro sistema especial como este com o JWST", diz Morishita. “Dado que o JWST vê áreas relativamente pequenas do céu, precisamos de um telescópio que possa ver a imagem maior”.
Na próxima década, descobertas semelhantes serão possíveis pelo Telescópio Espacial Rome Nancy Grace, um futuro observatório da NASA com lançamento previsto para o início de 2027. Sua capacidade de pesquisar grandes áreas será mais de 100 vezes maior que a do JWST e facilitará a identificação de aglomerados de galáxias no início do universo, como o encontrado neste estudo.
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