Os astrônomos usaram o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA para criar o mapa mais detalhado da teia cósmica, a vasta estrutura que conecta galáxias em todo o universo. Liderada por investigadores da Universidade da Califórnia, em Riverside, a equipa rastreou esta enorme rede até uma época em que o Universo tinha apenas cerca de mil milhões de anos.
A teia cósmica é a estrutura gigante em forma de esqueleto do universo. Consiste em filamentos e flocos de matéria escura e gás que circundam uma vasta região do espaço, quase sempre vazia, chamada vazio. Juntas, essas estruturas formam a arquitetura em grande escala do universo, conectando galáxias distantes e aglomerados de galáxias.
As descobertas foram publicadas no Astrophysical Journal. Os investigadores contam com o COSMOS-Web, o maior estudo JWST realizado até à data, para estudar como as galáxias foram organizadas na teia cósmica ao longo dos 13,7 mil milhões de anos de história do Universo.
JWST abre novos horizontes no universo
Desde o seu lançamento em 2021, o JWST expandiu enormemente a capacidade dos cientistas de estudar o universo distante. O seu instrumento infravermelho altamente sensível pode detectar galáxias ténues que eram invisíveis aos primeiros telescópios, permitindo aos astrónomos observar através de espessas nuvens de poeira cósmica mais distantes no tempo.
Para aproveitar essas capacidades, uma equipe internacional criou o COSMOS-Web, o maior programa General Observer (GO) selecionado para telescópios espaciais. O programa GO é o principal processo utilizado pelos pesquisadores para obter os tempos de observação do JWST. A pesquisa, que cobre uma área contínua do céu aproximadamente do tamanho de três luas cheias, foi projetada especificamente para mapear a teia cósmica.
“O JWST revolucionou a nossa visão do universo, e o COSMOS-Web foi concebido desde o início para nos dar a perspectiva ampla e profunda que precisamos para observar a teia cósmica”, disse Hossein Hatamnia, autor principal do estudo e estudante de pós-graduação na UC Riverside e no Carnegie Observatory. “Pela primeira vez, podemos estudar a evolução dos aglomerados de galáxias e de todo o tempo cósmico.”
O universo próximo refere-se à área a cerca de 1 bilhão de anos-luz da Terra. Um ano-luz equivale a aproximadamente 5,88 trilhões de milhas e mede a distância que a luz percorre em um ano.
Revelando a teia cósmica com mais detalhes
Bahram Mobasher, distinto professor de física e astronomia da Universidade da Califórnia, Riverside (UCR) e conselheiro de Khatamniya, disse que o novo mapa baseado no JWST revela muito mais do que as observações anteriores do Telescópio Espacial Hubble da mesma região. De acordo com Mobasher, uma comparação direta mostra que onde os dados anteriores obscureciam as estruturas, o JWST pode agora separá-las claramente.
“O salto em profundidade e resolução é realmente significativo, e agora podemos ver a teia cósmica de uma época em que o universo tinha apenas algumas centenas de milhões de anos, uma era que estava em grande parte fora de alcance antes do JWST”, disse Mobacher. “O que antes parecia uma estrutura única agora está dividido em muitas estruturas, e os detalhes que antes eram suavizados agora são claramente visíveis.”
Khatamniya disse que o mapa mais claro vem do trabalho conjunto dos dois pontos fortes do JWST.
“O telescópio detecta muito mais galáxias ténues na mesma região do céu, e as distâncias a estas galáxias são medidas com muito mais precisão”, disse ele. “Como resultado, cada galáxia pode ser colocada na fatia correta do tempo cósmico, aumentando assim a resolução do mapa.”
Dados da rede cósmica divulgados publicamente
Continuando a tradição de ciência aberta do COSMOS, a equipe de pesquisa desenhou um diagrama estrutural em grande escala Disponível publicamente.
“O gasoduto usado para construir o mapa, um catálogo de 164 mil galáxias e suas densidades cósmicas, e vídeos que mostram a evolução da teia cósmica ao longo de bilhões de anos foram divulgados ao público”, disse Mobasher.
O artigo é intitulado “Estrutura em grande escala na teia cósmica: rastreando a evolução das galáxias na teia cósmica até z ∼ 7 usando a maior pesquisa JWST.”
Pesquisadores dos Estados Unidos, Dinamarca, Chile, França, Finlândia, Suíça, Japão, China, Alemanha e Itália também contribuíram para o estudo.
A investigação foi financiada por uma subvenção do programa de investigação e inovação Horizonte 2020 da União Europeia.
