Agora vimos os primeiros dados do Telescópio Espacial James Webb. Observou as atmosferas de planetas distantes, grupos de galáxias próximas, luz de galáxias dobradas por matéria escura invisível e nuvens de gás e poeira em berçários estelares.
Também vimos manchetes afirmando que Webb encontrou "as galáxias mais antigas que já vimos", mas o que isso significa?

Sou um astrônomo profissional que estuda galáxias antigas, e até eu acho isso um pouco intrigante.

Olhando longe, olhando para trás

Um dos principais objetivos científicos do Webb é voltar no tempo e observar o universo primitivo. Webb pode fazer isso porque, como todos os telescópios, é uma máquina do tempo.

A luz viaja a 300.000 quilômetros por segundo, então, quando olhamos para a lua, a vemos como era um segundo atrás. Como os planetas do nosso sistema solar estão a milhões ou bilhões de quilômetros de distância, nós os vemos como eram minutos ou horas atrás.

Indo ainda mais longe, quando olhamos para galáxias distantes com telescópios, muitas vezes estamos olhando para a luz que levou milhões ou bilhões de anos para chegar até nós. Isso significa que estamos vendo essas galáxias como eram milhões ou bilhões de anos atrás.

O que James Webb viu?

O Telescópio Espacial James Webb é capaz de ver galáxias mais distantes do que outros telescópios, incluindo o Telescópio Espacial Hubble.

Meus excelentes alunos de verão @sophmjewell e @claraluciep fizeram esta bela imagem colorida de nossa galáxia redshift 16,7 do novo artigo de @cdonnanastro. Esta galáxia está a 35 bilhões de anos-luz de distância, observada apenas 235 milhões de anos após o Big Bang @NASAWebb @BBCAmos pic.twitter.com/JD1DCkLgUS
— Adam Carnall (@ACCarnall) 26 de julho de 2022

Como o Hubble, está acima da atmosfera brilhante e turbulenta da Terra. No entanto, enquanto o Hubble possui um espelho de 2,3 metros para focalizar a luz, o Webb possui um vasto espelho de 6,5 metros formado por 18 segmentos hexagonais. Finalmente, o Webb é otimizado para detectar luz infravermelha, que é o que observamos das galáxias mais distantes à medida que a expansão do universo estendeu a luz ultravioleta e infravermelha no infravermelho.

Entre os primeiros dados obtidos pelo Webb estavam imagens infravermelhas olhando para um aglomerado de galáxias chamado SMACS 0723.

A luz do SMACS 0723 levou 4,6 bilhões de anos para chegar até nós, então estamos vendo como era há 4,6 bilhões de anos. Isso é um pouco mais velho que o Sol e a Terra, que se formaram há apenas 4,56 bilhões de anos.

Nas últimas semanas, galáxias muito além do SMACS 0723 ganharam atenção. Webb detectou várias galáxias na direção de SMACS 0723 e outras regiões que poderiam estar tão distantes que sua luz levou 13,5 bilhões de anos para chegar até nós.

Digo "poderia" porque mais dados serão necessários para confirmar absolutamente suas distâncias, mas algumas dessas galáxias são candidatas muito atraentes (outras nem tanto).

Como a luz levou 13,5 bilhões de anos para chegar até nós, estamos vendo essas galáxias como eram há 13,5 bilhões de anos. O próprio universo tem 13,8 bilhões de anos, então poderíamos estar vendo galáxias como elas eram apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang.

Jovem, velho ou cedo?

Embora essas galáxias muito distantes tenham sido anunciadas como as "galáxias mais antigas", acho isso um pouco confuso. Na verdade, estamos vendo essas galáxias como elas apareceram quando eram muito jovens, talvez com cem milhões de anos ou mais.

É verdade que essas galáxias serão velhas agora, mas nossa própria Via Láctea também é muito velha agora. Enquanto nosso Sol tem 4,56 bilhões de anos, muitas estrelas em nossa galáxia têm 10 bilhões de anos e algumas estrelas na Via Láctea têm 13 bilhões de anos.

Além disso, as galáxias muito distantes que Webb avistou terão uma aparência muito diferente hoje. As galáxias crescem adquirindo gás e matéria escura, formando novas estrelas e fundindo-se com outras galáxias.

Uma pequena galáxia que estava formando estrelas vigorosamente logo após o Big Bang pode ter acabado sendo a semente de uma galáxia que hoje é muito massiva e parou de formar estrelas há muito tempo. Essa pequena galáxia e suas estrelas antigas também podem ter acabado sendo apenas parte de uma galáxia maior formada há relativamente pouco tempo pela fusão de galáxias.

Um recorde definido para cair

Então, devemos chamar essas galáxias mais distantes de jovens ou velhas? Talvez nenhum dos dois.

James Webb está vendo o mais cedo galáxias já observadas—algumas das primeiras galáxias que se formaram logo após o Big Bang.

Fiz uma última ressalva — "ainda que observado". O Webb está apenas começando sua missão e as análises atuais são baseadas em dados coletados ao longo de horas.

Com dias de dados, o Webb irá empurrar sua visão para objetos mais distantes e distantes, e verá galáxias ainda mais distantes. O recorde para a galáxia mais distante e, portanto, mais antiga observada provavelmente cairá algumas vezes antes do final do ano. + Explorar mais

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Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.