Usando a primeira imagem científica divulgada pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) este mês, uma equipe internacional de cientistas com contribuição significativa da Universidade Técnica de Munique (TUM) construiu um modelo aprimorado para a distribuição de massa do aglomerado de galáxias SMACS J0723 .3−7327. Atuando como uma chamada lente gravitacional, o aglomerado de galáxias em primeiro plano produz múltiplas imagens de galáxias de fundo e amplia essas imagens. Uma família dessas múltiplas imagens pertence a uma galáxia, que o modelo prevê estar a uma distância de cerca de 13 Gyrs, ou seja, cuja luz viajou cerca de 13 bilhões de anos antes de chegar ao telescópio.
A primeira imagem científica divulgada pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) foi de uma lente gravitacional, em particular o aglomerado de galáxias SMACS J0723.3-7327. Lentes gravitacionais, especialmente aglomerados de galáxias, ampliam a luz das galáxias de fundo e produzem várias imagens delas. Antes do JWST, 19 imagens múltiplas de seis fontes de fundo eram conhecidas no SMACS J0723.3-7327. Os dados do JWST agora revelaram 27 imagens múltiplas adicionais de outras dez fontes de lentes.

"Neste primeiro passo em direção ao caminho aberto pelo JWST, usamos dados recentes deste novo telescópio, para modelar o efeito de lente do SMACS0723 com grande precisão", destaca Gabriel Bartosch Caminha, pós-doutorando do TUM, Instituto Max Planck para Astrofísica (MPA) e o Centro Alemão de Lentes Cosmológicas (GCCL). A colaboração usou primeiro dados do Telescópio Espacial Hubble (HST) e do Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) para construir um modelo de lente "pré-JWST" e, em seguida, refinou-o com imagens de infravermelho próximo JWST recém-disponíveis. "A imagem JWST é absolutamente surpreendente e bonita, mostrando muitas outras fontes de fundo com lentes múltiplas, o que nos permitiu refinar substancialmente nosso modelo de massa de lente", acrescenta.

Um dos modelos mais precisos disponíveis

Muitas dessas novas fontes com lentes ainda não têm estimativas de distância, e os cientistas usaram seu modelo de massa para prever a que distância essas galáxias com lentes provavelmente estarão. Um deles foi encontrado provavelmente a uma distância incrível de 13 Gyrs (desvio para o vermelho> 7,5), ou seja, sua luz foi emitida durante os estágios iniciais do universo. Esta galáxia é multiplicada por lentes em três imagens e sua luminosidade é ampliada por um fator de μ≈20 no total.

No entanto, para estudar esses objetos primordiais, é fundamental descrever com precisão o efeito de lente do aglomerado de galáxias em primeiro plano. “Nosso modelo de massa preciso forma a base para a exploração dos dados do JWST”, enfatiza Sherry Suyu, professora de cosmologia observacional na TUM, líder do grupo de pesquisa Max Planck na MPA e pesquisadora visitante na Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics. "As imagens espetaculares do JWST mostram uma grande variedade de galáxias com lentes fortes, que podem ser estudadas em detalhes graças ao nosso modelo preciso."

O novo modelo de distribuição de massa do cluster de primeiro plano é capaz de reproduzir as posições de todas as múltiplas imagens com alta precisão, tornando o modelo um dos mais precisos disponíveis. Para estudos de acompanhamento dessas fontes, os modelos de lentes, incluindo mapas de ampliação e desvios para o vermelho (ou seja, distâncias) estimados a partir do modelo, são disponibilizados publicamente. "Estamos muito animados com isso", acrescenta Suyu. "Estamos aguardando ansiosamente futuras observações do JWST de outros aglomerados de galáxias com lentes fortes. Isso não apenas nos permitirá restringir melhor as distribuições de massa dos aglomerados de galáxias, mas também estudar galáxias de alto desvio para o vermelho." + Explorar mais

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