O Telescópio James Webb (JWST) está preparado para fazer contribuições significativas para a nossa compreensão do universo primitivo, incluindo o processo de reionização. Veja como o JWST pode ajudar a desvendar os segredos da reionização cósmica:

1. Primeira Luz e o Amanhecer Cósmico:O JWST observará as primeiras galáxias e estrelas que surgiram após o Big Bang. Ao detectar a sua luz fraca, o JWST pode sondar o “amanhecer” cósmico quando as primeiras fontes de luz começaram a iluminar o universo. Estas observações podem fornecer informações valiosas sobre as condições e mecanismos que levaram à reionização do hidrogénio.

2. Linhas de emissão com desvio para o vermelho:À medida que as primeiras galáxias se formaram e começaram a emitir radiação ultravioleta, elas gradualmente ionizaram o gás hidrogênio neutro circundante. Este processo é conhecido como reionização. As capacidades infravermelhas do JWST permitem detectar linhas de emissão com desvio para o vermelho, particularmente a linha de hidrogênio Lyman-alfa (Ly-alfa), que pode revelar a presença de gás hidrogênio ionizado. Ao estudar a distribuição espacial e a intensidade da emissão Ly-alfa, os cientistas podem mapear o progresso da reionização ao longo do tempo cósmico.

3. Evolução e feedback das galáxias:O JWST pode estudar as propriedades das galáxias durante a época da reionização. Pode fornecer informações sobre as populações estelares, taxas de formação estelar e a evolução da morfologia das galáxias. Ao rastrear o crescimento e a evolução das galáxias, os cientistas podem obter insights sobre os processos que impulsionaram a reionização, como o papel das supernovas e do feedback dos núcleos galácticos ativos (AGN).

4. Sondagem do Meio Intergaláctico:A alta sensibilidade e resolução espacial do JWST permitirão sondar o meio intergaláctico (IGM) e o gás difuso entre as galáxias. Ao detectar a absorção da radiação ultravioleta pelo hidrogênio neutro no IGM, conhecido como floresta Lyman-alfa, o JWST pode medir a fração neutra do hidrogênio em diferentes desvios para o vermelho. Esta informação ajuda a restringir os modelos de reionização e a evolução do IGM.

5. Quasares com alto desvio para o vermelho:Quasares são galáxias distantes e extremamente luminosas, alimentadas por buracos negros supermassivos. O JWST pode detectar quasares com redshifts mais altos do que os observados anteriormente. Ao estudar as propriedades destes quasares e do meio intergaláctico circundante, os cientistas podem inferir o estado de reionização durante as fases iniciais do Universo.

Através destas observações e estudos, espera-se que o Telescópio James Webb forneça dados e insights cruciais que ampliarão a nossa compreensão da reionização cósmica e da transição de um universo escuro e neutro para o universo luminoso e ionizado que observamos hoje.