Astrônomos descobriram uma galáxia luminosa capturada no ato de reionizar o gás circundante apenas 800 milhões de anos após o Big Bang. A pesquisa, liderado por Romain Meyer, Ph.D. estudante da UCL em Londres, REINO UNIDO, foi apresentado hoje na reunião anual virtual da European Astronomical Society (EAS).

Estudar as primeiras galáxias que se formaram há 13 bilhões de anos é essencial para compreender nossas origens cósmicas. Um dos tópicos quentes da astronomia extragalática é a 'reionização cósmica', o processo no qual o gás intergaláctico foi ionizado (átomos despojados de seus elétrons). A reionização cósmica é semelhante a um assassinato não resolvido:temos evidências claras para isso, mas quem fez isso, como e quando? Agora temos fortes evidências de que a reionização do hidrogênio foi concluída há cerca de 13 bilhões de anos, no primeiro bilhão de anos do Universo, com bolhas de gás ionizado crescendo lentamente e se sobrepondo. Os objetos capazes de criar tais bolhas de hidrogênio ionizado permaneceram misteriosos até agora:a descoberta de uma galáxia luminosa na qual escapam de 60-100% dos fótons ionizantes, é provavelmente responsável por ionizar sua bolha local. Isso sugere que o caso está mais perto de ser resolvido.

Os dois principais suspeitos de reionização cósmica são geralmente 1) uma população de numerosas galáxias fracas vazando ~ 10% de seus fótons energéticos, e 2) uma 'oligarquia' de galáxias luminosas com uma porcentagem muito maior (> 50%) dos fótons que escapam de cada galáxia. Em ambos os casos, essas primeiras galáxias eram muito diferentes das de hoje:galáxias no Universo local são vazadores muito ineficientes, com apenas <2-3% dos fótons ionizantes escapando de seu hospedeiro. Para entender quais galáxias governam a reionização cósmica, os astrônomos devem medir as chamadas frações de escape das galáxias na era da reionização.

A detecção de luz de átomos de hidrogênio excitados (a chamada linha Lyman-alfa) pode ser usada para inferir a fração de fótons que escapam. Por um lado, tais detecções são raras porque as galáxias da era da reionização são rodeadas por gás neutro que absorve a emissão de hidrogênio característica. Por outro lado, se este sinal de hidrogênio for detectado, ele representa uma "arma fumegante" para uma grande bolha ionizada, o que significa que capturamos uma galáxia reionizando seus arredores. O tamanho da bolha e a luminosidade da galáxia determinam se ela é a única responsável pela criação dessa bolha ionizada ou se cúmplices invisíveis são necessários.

A descoberta de uma galáxia luminosa 800 milhões de anos após o Big Bang apóia o cenário em que uma 'oligarquia' de vazamentos brilhantes emite a maior parte dos fótons ionizantes. "É a primeira vez que podemos apontar para um objeto responsável por criar uma bolha ionizada, sem a necessidade de uma contribuição de galáxias invisíveis, "comenta Meyer." Observações adicionais com o próximo Telescópio Espacial James Webb nos permitirão estudar mais o que é provavelmente um dos melhores suspeitos para o caso não resolvido de reionização cósmica. "