• Começa com um estrondo

JWST agora possui os 8 primeiros lugares para objetos mais distantes

• Ainda em 2022, a galáxia mais distante alguma vez descoberta e confirmada foi a GN-z11, cuja luz chegou até nós apenas 400 milhões de anos após o Big Bang: quando o Universo tinha apenas 3% da sua idade atual.
• Com seu tamanho superior, sensibilidade ao comprimento de onda e um melhor conjunto de instrumentos, o JWST continua a superar os limites anteriores do Hubble, permitindo-nos ver mais cedo do que nunca na história cósmica.
• Com apenas um ano de operações científicas, o JWST já ultrapassou muitas vezes os recordes anteriores do Hubble, com a GN-z11 ocupando agora apenas o 9º lugar na lista das galáxias mais distantes. Aqui está o que o JWST alcançou.

Há um ano, em 2022, o Hubble ainda detinha o recorde de distância cósmica.

Uma seção do campo GOODS-N, que contém a galáxia GN-z11, a galáxia mais distante já observada. Originalmente, os dados do Hubble indicavam um desvio para o vermelho de 11,1, uma distância de 32,1 mil milhões de anos-luz e uma idade inferida do Universo de 407 milhões de anos-luz no momento em que esta luz foi emitida. Com melhores dados do JWST, sabemos que esta galáxia está um pouco mais próxima: com um desvio para o vermelho de 10,60, correspondendo a uma idade do Universo de 433 milhões de anos.

Galáxia GN-z11 , descoberto em 2015, foi descoberto em um campo com imagens profundas.

Ao longo de 50 dias, com um total de mais de 2 milhões de segundos de tempo total de observação (o equivalente a 23 dias completos), o Hubble eXtreme Deep Field (XDF) foi construído a partir de uma parte da imagem anterior do Hubble Ultra Deep Field. Combinando a luz do ultravioleta, passando pela luz visível e até ao limite do infravermelho próximo do Hubble, o XDF representou a visão mais profunda do cosmos da humanidade: um recorde que permaneceu até ser quebrado pelo JWST. Na caixa vermelha, onde nenhuma galáxia é vista pelo Hubble, o levantamento JADES do JWST revelou a galáxia mais distante até o momento: JADES-GS-z13-0. Extrapolando além do que vemos para o que sabemos e esperamos que exista, inferimos um total de aproximadamente 2 sextilhões de estrelas no Universo observável.

A sua luz chegou há 13,4 mil milhões de anos: quando o Universo tinha apenas 3% da sua idade actual.

Somente porque a galáxia mais distante avistada pelo Hubble, GN-z11, está localizada numa região onde o meio intergaláctico é maioritariamente reionizado, é que o Hubble foi capaz de nos revelar no momento. Outras galáxias que estão a esta mesma distância, mas que não estão ao longo de uma linha de visão acidentalmente maior que a média, no que diz respeito à reionização, só podem ser reveladas em comprimentos de onda mais longos e por observatórios como o JWST. Atualmente, GN-z11 é apenas a nona galáxia mais distante conhecida, com todas as outras descobertas pelo JWST.

Sua natureza massiva e brilhante ao longo de uma linha de visão incomumente transparente permitiu ao Hubble vê-lo.

Antes do JWST, havia cerca de 40 candidatas a galáxias ultradistantes conhecidas, principalmente através das observações do Hubble. Os primeiros resultados do JWST revelaram muito mais candidatas a galáxias ultradistantes, mas agora um impressionante número de 717 delas foram encontradas apenas no campo de visão de 125 minutos de arco quadrado do JADES. Todo o céu noturno é mais de 1 milhão de vezes maior, indicando que existem pelo menos centenas de milhões dessas galáxias ultradistantes para serem descobertas.

Nenhum telescópio terrestre ou espacial jamais viu mais longe, até o JWST.

Esta seção do campo ultraprofundo mais recente do JWST, sobreposta ao eXtreme Deep Field e ao Ultra-Deep Field do Hubble, revela um enorme número de objetos anteriormente invisíveis para o Hubble, mesmo com apenas ~4% do tempo de observação. O JWST é muito bom, mas o que essas galáxias significam para a cosmologia ainda está em revisão.

O tamanho maior, a melhor resolução e a otimização infravermelha do JWST fornecem observações superiores.

Esta região do espaço, vista primeiro de forma icônica pelo Hubble e depois pelo JWST, mostra uma animação que alterna entre os dois. O JWST revela características gasosas, galáxias mais profundas e outros detalhes que não são visíveis para o Hubble. Embora muitas destas galáxias estejam muito distantes, as galáxias que são fisicamente mais pequenas, mas mais distantes do que 14,6 mil milhões de anos-luz, podem parecer maiores do que as suas homólogas mais próximas e mais pequenas.

Hoje, em 2023, GN-z11 caiu para o 9º lugar de todos os tempos .

Esta incrível visão do Universo distante é revelada com detalhes espetaculares no segundo lançamento de dados da Colaboração JADES. Usando dados principalmente do NIRCam, mas aumentados espectroscopicamente pelo NIRSpec, estrelas e galáxias próximas e distantes, bem como alguns dos objetos cósmicos mais distantes de todos, são todos revelados lado a lado.

A colaboração JADES ajudou imensamente.

Esta imagem mostra a região de estudo do JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Esta área inclui e contém o Hubble eXtreme Deep Field e revela novas galáxias a distâncias recordes que o Hubble não conseguiu ver. As cores nas imagens JWST não são “true color”, mas são atribuídas com base em uma variedade de escolhas. Esta imagem, divulgada em dezembro de 2022, foi desde então aumentada por observações subsequentes na mesma região do espaço.

Três novas galáxias:

• JADES-GS-z13-0 ,
• JADES-GS-z12-0,
• e JADES-GS-z10-0,

agora mantenha os lugares #1, #3 e #10.

As quatro galáxias mais distantes identificadas como parte do JADES, até agora, incluem três que ultrapassam o limiar da “galáxia mais distante” previamente estabelecido pelo Hubble. Com não mais de um quarto do total de dados JADES recolhidos até agora, este recorde provavelmente cairá novamente, talvez várias vezes, ao longo dos próximos meses e anos, mas a característica inequívoca da quebra de Lyman pode ser claramente vista. O mais distante, JADES-GS-z13-0, obteve o recorde do Hubble em dezembro de 2022 e ainda o mantém até hoje.

JADES determinou que GN-z11 é mais recente : de 433, e não 407, milhões de anos após o Big Bang.

Uma seção do campo GOODS-N, que contém a galáxia GN-z11, a galáxia mais distante já observada. Originalmente, os dados do Hubble indicavam um desvio para o vermelho de 11,1, uma distância de 32,1 mil milhões de anos-luz e uma idade inferida do Universo de 407 milhões de anos-luz no momento em que esta luz foi emitida. Com melhores dados do JWST, sabemos que esta galáxia está um pouco mais próxima: com um desvio para o vermelho de 10,60, correspondendo a uma idade do Universo de 433 milhões de anos.

Outra galáxia medida espectroscopicamente com JADES, UDFj-39546284 , ocupa o 6º lugar.

Obtida pela primeira vez em 2009 e identificada em 2010 como uma provável candidata a uma galáxia ultradistante, a UDFj-39546284 só foi confirmada espectroscopicamente pela colaboração JADES em 2023, usando dados do JWST. Ela está com um desvio para o vermelho de 11,58, tornando-a a sexta galáxia mais distante de todos os tempos atualmente.

A colaboração UNCOVER também superou o antigo recorde do Hubble.

Esta imagem mostra todo o campo de imagem do JWST UNCOVER Treasury Survey, que ocupa cerca de 0,007 graus quadrados no céu. Neste pequeno pedaço de espaço, cerca de 50.000 objetos são revelados, a maioria deles não associados ao aglomerado fotografado, Abell 2744, mas sim como galáxias de fundo que são afetadas pela gravidade do próprio aglomerado. Nenhum sinal de aniquilação de matéria-antimatéria é visto aqui, indicando que todas as estrelas e galáxias mostradas são feitas de matéria, e não de antimatéria. No entanto, muitas galáxias de fundo com lentes gravitacionais estão entre as mais distantes já descobertas.

UNCOVER-z13 e UNCOVER-z12 ocupam os 2º e 4º lugares de todos os tempos, por enquanto.

Esta imagem do JWST de uma parte do Aglomerado de Pandora, Abell 2744, mostra múltiplas galáxias que estão localizadas muito além do próprio aglomerado, muitas delas pertencentes aos primeiros mil milhões de anos de história cósmica. As lentes gravitacionais tornam essas galáxias invisíveis acessíveis ao JWST, com a pesquisa UNCOVER ocupando atualmente os lugares #2 e #4 no que diz respeito às galáxias mais distantes de todos os tempos.

As colaborações GLASS e CEERS também visualizaram o Universo primitivo e ultradistante com o JWST.

Uma candidata a galáxia ultradistante no volume de rastreio GLASS-JWST, juntamente com os contornos que marcam a deteção de oxigénio duplamente ionizado pelo ALMA. Os dados JWST e ALMA apontam para o mesmo objeto com um deslocamento de apenas 0,5 segundos de arco. Esta galáxia, agora conhecida como GLASS-z12, é atualmente o quinto objeto astronômico mais distante já descoberto.

VIDRO-z12 ocupa o 5º lugar, enquanto A galáxia de Maisie e CEERS2 588 ocupam as posições #7 e #8.

Esta coleção de vários “pontos” diferentes do JWST do levantamento fotométrico CEERS contém a Galáxia de Maisie, uma galáxia candidata com alto desvio para o vermelho que foi recentemente confirmada espectroscopicamente como estando em z=11,4, situando-a apenas 390 milhões de anos após o Big Bang. Ele também contém quatro galáxias próximas e separadas com um desvio para o vermelho confirmado de 4,9, indicando um protoaglomerado de galáxias apenas 1,2 bilhão de anos após o Big Bang.

O O Livro dos Recordes do Guinness está errado ; a confirmação espectroscópica definitiva é necessária para determinar a distância de uma galáxia.

Na totalidade dos espectros obtidos pelos nossos observatórios mais poderosos, incluindo o ALMA, da galáxia HD1, apenas emerge uma assinatura provisória para uma linha: para uma linha de oxigénio duplamente ionizada. A sua confiança não chega ao “padrão ouro” exigido para anunciar uma descoberta e continuará a ser apenas uma candidata a galáxia com alto desvio para o vermelho (apesar do que diz o Guinness) até que o JWST obtenha um espectro genuíno deste objeto.

Principalmente Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, recursos visuais e não mais do que 200 palavras.

Compartilhar: