Telescópio James Webb da NASA identifica os primeiros fios da Web Cósmica

No universo, as galáxias não estão distribuídas aleatoriamente. Elas se agrupam formando não apenas aglomerados, mas também estruturas interconectadas em forma de filamentos, com grandes vazios entre eles. Essa complexa rede cósmica começou de forma sutil e se tornou mais distinta ao longo do tempo, à medida que a força gravitacional atraiu a matéria.

Usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA, astrônomos fizeram uma descoberta fascinante: encontraram um arranjo de 10 galáxias, semelhante a um fio, que existia há impressionantes 830 milhões de anos após o Big Bang. Essa estrutura, com cerca de 3 milhões de anos-luz, é ancorada por um quasar brilhante - uma galáxia com um buraco negro supermassivo ativo em seu núcleo. A equipe de pesquisa acredita que esse filamento eventualmente evoluirá para se tornar um imenso aglomerado de galáxias, semelhante ao conhecido aglomerado Coma no universo próximo.

"Membro da equipe Xiaohui Fan, da Universidade do Arizona em Tucson, expressou sua surpresa com o tamanho alongado e estreito desse filamento", afirmou. "Embora esperássemos encontrar algo, não esperávamos uma estrutura tão longa e distintamente fina."

Feige Wang, também da Universidade do Arizona em Tucson e principal pesquisador deste projeto, acrescentou: "Esta é uma das primeiras estruturas filamentosas associadas a um quasar distante já encontradas".

Essa descoberta foi feita no âmbito do projeto ASPIRE (A SPectroscopic survey of biased halos In the Reionization Era), cujo objetivo principal é estudar os ambientes cósmicos dos primeiros buracos negros. No total, o programa observará 25 quasares que existiram no primeiro bilhão de anos após o Big Bang, conhecido como a Época da Reionização.

Joseph Hennawi, membro da equipe da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, explicou: "As últimas duas décadas de pesquisa em cosmologia nos proporcionaram uma compreensão sólida de como a teia cósmica se forma e evolui. O ASPIRE busca compreender como a emergência dos primeiros buracos negros massivos se encaixa na nossa compreensão atual da formação da estrutura cósmica".

Uma parte adicional do estudo aborda as propriedades de oito quasares no universo jovem. A equipe de pesquisa confirmou que os buracos negros centrais desses quasares, que existiam menos de um bilhão de anos após o Big Bang, têm massas variando de 600 milhões a 2 bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Os astrônomos continuam procurando evidências para explicar como esses buracos negros podem crescer tão imensamente e rapidamente.

Feige Wang explicou: "Para formar esses buracos negros supermassivos em tão pouco tempo, dois critérios precisam ser cumpridos. Primeiro, é necessário começar a partir de uma 'semente' de buraco negro extremamente massivo. Em segundo lugar, mesmo que essa semente comece com uma massa equivalente a mil sóis, ainda precisa acumular um milhão de vezes mais matéria à taxa máxima possível durante toda a sua vida."

Jinyi Yang, da Universidade do Arizona, líder do estudo sobre buracos negros no âmbito do projeto ASPIRE, afirmou: "Essas observações sem precedentes estão fornecendo pistas importantes sobre como os buracos negros são formados. Descobrimos que esses buracos negros estão localizados em galáxias jovens e massivas, que servem como um reservatório de combustível para seu crescimento."

Além disso, o Webb forneceu a melhor evidência até agora de como os primeiros buracos negros supermassivos podem regular a formação de estrelas em suas galáxias. À medida que os buracos negros supermassivos acumulam matéria, eles podem gerar fluxos intensos de material. Esses ventos podem se estender além dos limites do buraco negro, em escala galáctica, e podem ter um impacto significativo na formação de estrelas.

Yang acrescentou: "Ventos poderosos provenientes de buracos negros podem suprimir a formação de estrelas na galáxia hospedeira. Esses ventos foram observados no universo próximo, mas nunca foram observados diretamente durante a época da reionização. Nas observações do Webb, estamos vendo que esses ventos existiam no início do universo, e a escala do vento está relacionada à estrutura do quasar."

Esses resultados foram publicados em dois artigos no The Astrophysical Journal Letters em 29 de junho.

O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. O Webb irá desvendar mistérios em nosso sistema solar, explorar mundos distantes ao redor de outras estrelas e investigar as estruturas e origens misteriosas do nosso universo e nosso lugar nele. O projeto Webb é uma colaboração internacional liderada pela NASA, em parceria com a ESA (Agência Espacial Europeia) e a CSA (Agência Espacial Canadense).