Este campo profundo de galáxias da Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) mostra um arranjo de 10 galáxias distantes marcadas por oito círculos brancos em uma linha diagonal semelhante a um fio. (Dois dos círculos contêm mais de uma galáxia.) Este filamento de 3 milhões de anos-luz é ancorado por um quasar muito distante e luminoso – uma galáxia com um buraco negro supermassivo ativo em seu núcleo. O quasar, chamado J0305-3150, aparece no meio do aglomerado de três círculos no lado direito da imagem. Seu brilho ofusca sua galáxia hospedeira. As 10 galáxias marcadas existiram apenas 830 milhões de anos após o big bang. A equipe acredita que o filamento acabará por evoluir para um enorme aglomerado de galáxias. Créditos: NASA, ESA, CSA, Feige Wang (Universidade do Arizona) e Joseph DePasquale (STScI) Baixe a versão descompactada em resolução total e os recursos visuais de suporte do Space Telescope Science Institute.
As galáxias não estão espalhadas aleatoriamente pelo universo. Eles se reúnem não apenas em aglomerados, mas em vastas estruturas filamentosas interconectadas com gigantescos vazios estéreis entre eles. Essa “teia cósmica” começou tênue e se tornou mais distinta com o tempo, à medida que a gravidade juntou a matéria.
Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA descobriram um arranjo semelhante a um fio de 10 galáxias que existiam apenas 830 milhões de anos após o big bang. A estrutura de 3 milhões de anos-luz é ancorada por um quasar luminoso – uma galáxia com um buraco negro supermassivo ativo em seu núcleo. A equipe acredita que o filamento eventualmente evoluirá para um enorme aglomerado de galáxias, muito parecido com o conhecido Coma Cluster no universo próximo.
Fiquei surpreso com o quão longo e estreito é esse filamento”, disse o membro da equipe Xiaohui Fan, da Universidade do Arizona em Tucson. “Eu esperava encontrar algo, mas não esperava uma estrutura tão longa e distintamente fina.”
Esta é uma das primeiras estruturas filamentosas que as pessoas já encontraram associadas a um quasar distante”, acrescentou Feige Wang, da Universidade do Arizona em Tucson, o principal investigador deste programa.
Esta descoberta é do projeto ASPIRE (A SPectroscopic survey of biased halos In the Reionization Era), cujo principal objetivo é estudar os ambientes cósmicos dos primeiros buracos negros. No total, o programa observará 25 quasares que existiram no primeiro bilhão de anos após o big bang, época conhecida como a Época da Reionização .
As últimas duas décadas de pesquisa em cosmologia nos deram uma compreensão robusta de como a teia cósmica se forma e evolui. O ASPIRE visa entender como incorporar o surgimento dos primeiros buracos negros massivos em nossa história atual da formação da estrutura cósmica”, explicou o membro da equipe Joseph Hennawi, da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara.
Monstros em crescimento
Outra parte do estudo investiga as propriedades de oito quasares no universo jovem. A equipe confirmou que seus buracos negros centrais, que existiam menos de um bilhão de anos após o big bang, variam em massa de 600 milhões a 2 bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Os astrônomos continuam buscando evidências para explicar como esses buracos negros podem crescer tanto e tão rápido.
“Para formar esses buracos negros supermassivos em tão pouco tempo, dois critérios devem ser satisfeitos. Primeiro, você precisa começar a crescer a partir de um enorme buraco negro de ‘semente’. Em segundo lugar, mesmo que essa semente comece com uma massa equivalente a mil Sóis, ainda precisa acumular um milhão de vezes mais matéria na taxa máxima possível durante toda a sua vida”, explicou Wang.
“Essas observações sem precedentes estão fornecendo pistas importantes sobre como os buracos negros são formados. Aprendemos que esses buracos negros estão situados em galáxias jovens massivas que fornecem o reservatório de combustível para seu crescimento”, disse Jinyi Yang, da Universidade do Arizona, que lidera o estudo de buracos negros com o ASPIRE.
Webb também forneceu a melhor evidência de como os primeiros buracos negros supermassivos potencialmente regulam a formação de estrelas em suas galáxias. Enquanto os buracos negros supermassivos acumulam matéria, eles também podem gerar enormes fluxos de material. Esses ventos podem se estender muito além do próprio buraco negro, em escala galáctica, e podem ter um impacto significativo na formação de estrelas.
“Fortes ventos de buracos negros podem suprimir a formação de estrelas na galáxia hospedeira. Esses ventos foram observados no universo próximo, mas nunca foram observados diretamente na época da reionização”, disse Yang. “A escala do vento está relacionada à estrutura do quasar. Nas observações de Webb, estamos vendo que tais ventos existiam no início do universo”.
Esses resultados foram publicados em dois artigos no The Astrophysical Journal Letters em 29 de junho.
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. Webb resolverá mistérios em nosso sistema solar, olhará além para mundos distantes ao redor de outras estrelas e investigará as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Européia) e CSA (Agência Espacial Canadense).
