Notícias de que o Telescópio Espacial James Webb da NASA havia “quebrado o universo” podem ter sido exageradas.
Suas primeiras imagens capturaram o que pareciam ser galáxias gigantescas no universo primitivo – muito grandes para serem explicadas pelas teorias cosmológicas atuais [Science News: 2/22/23]. Porém, uma nova análise de dados antigos do Telescópio Espacial Hubble sugere que esses supostos gigantes provavelmente possuem explicações mais prosaicas, compatíveis com a nossa compreensão padrão do universo, de acordo com o relatório do cosmologista Julian Muñoz e seus colegas na Physical Review Letters de 9 de fevereiro.
“O James Webb está nos fornecendo um novo dicionário para traduzir a linguagem do universo primitivo”, diz Muñoz, da Universidade do Texas em Austin. “Antes de descartar tudo o que sabíamos sobre cosmologia, precisamos entender essa linguagem.”
O problema começou assim que o JWST apontou seus olhos pela primeira vez para o universo distante (SN: 11/07/22). Não apenas algumas de suas imagens iniciais continham um número enorme de galáxias – muito mais do que os astrônomos esperavam – mas um bom punhado delas parecia ser monstruosamente massivo, até 100 vezes mais pesadas do que as teorias previam. Essas galáxias foram apelidadas de “destruidoras do universo”, porque contrariaram as suposições dos cientistas sobre a evolução cósmica (SN: 20/08/23).
O problema está relacionado à matéria escura. Sob o modelo padrão da cosmologia, a matéria escura colapsou em aglomerados gigantescos conhecidos como halos nos primeiros milhões de anos do universo. A matéria comum foi então atraída gravitacionalmente para esses halos, eventualmente formando estrelas e galáxias. O modelo padrão também prevê a existência de muito menos halos de matéria escura do que o necessário para explicar o censo de grandes galáxias do JWST.
No entanto, diz Muñoz, talvez os pesquisadores precisem apenas ser mais cuidadosos ao interpretar o que estão vendo.
Ele e seus colegas usaram dados existentes do Hubble para fazer uma verificação dos resultados do JWST. Embora o telescópio mais antigo não consiga ver tão longe no tempo quanto o seu sucessor, existe uma era entre cerca de 450 milhões e 750 milhões de anos após o Big Bang, onde ambos os instrumentos podem capturar luz de galáxias, embora em diferentes comprimentos de onda. O JWST as vê no infravermelho, enquanto o Hubble pode captar sua luz ultravioleta.
“Se houvesse 10 vezes mais estruturas de matéria escura [do que o esperado], haveria 10 vezes mais galáxias no James Webb, mas também haveria 10 vezes mais galáxias no Hubble”, diz Muñoz. Isso não é o que os dados do Hubble mostram.
Os pesquisadores contaram quantas galáxias o velho telescópio viu em uma ampla variedade de brilhos. Então, eles calcularam como diferentes populações de halos de matéria escura teriam alterado esse censo, por exemplo, levando a um excedente de galáxias brilhantes nos dados do Hubble. Qualquer mudança no número de halos grande o suficiente para corresponder às observações do JWST, a equipe descobriu, contrasta fortemente com os dados do Hubble.
Embora o JWST seja o telescópio mais poderoso – e, portanto, capaz de ver simplesmente mais galáxias do que o Hubble em uma determinada época – o Hubble observa o universo há muito mais tempo, observa Muñoz. Isso significa, diz ele, que, no momento, as observações do Hubble são uma amostra mais representativa do que existe. Por esse motivo, ele e seus colegas sugerem que os pesquisadores devem se voltar para explicações mais convencionais para as estranhas galáxias do JWST.
Pode ser que as condições ambientais no universo primitivo fossem diferentes das épocas posteriores, permitindo que o gás e a poeira se transformassem em estrelas de forma muito mais eficiente do que o esperado. Essas altas taxas de formação estelar poderiam criar os objetos excepcionalmente brilhantes que o JWST vê.
A formação estelar também pode ter sido mais episódica, com um grande número de supernovas explodindo periodicamente. Nesse caso, o JWST pode simplesmente estar capturando algumas galáxias nesses momentos de intenso brilho, fazendo-as parecer mais pesadas do que realmente são.
Finalmente, é possível que parte da luz que o JWST vê nessas galáxias primitivas venha das regiões extremamente brilhantes ao redor de buracos negros supermassivos devoradores, em vez de estrelas, o que significa que as galáxias primordiais não são tão massivas quanto se presume.
Pesquisadores externos estão impressionados com essas descobertas. “É muito inteligente olhar para a região de sobreposição [entre Hubble e JWST]”, diz Priyamvada Natarajan, uma astrofísica teórica da Universidade de Yale.
Alguns cientistas alertam que o cosmos ainda não é totalmente seguro. O telescópio espacial James Webb (JWST) está observando um grupo inicial de “destruidores de universos” para determinar se eles realmente existiram em uma era onde seu tamanho é inexplicável. “Se pelo menos um – especialmente um dos realmente enormes – estiver lá, é um problema”,, diz Erica Nelson, astrofísica da Universidade do Colorado em Boulder, que fazia parte da equipe que identificou pela primeira vez esses objetos anômalos.
À medida que os astrônomos se familiarizem com as visões do universo primitivo pelo JWST, provavelmente aprenderão a entender melhor o que estão vendo, diz Muñoz. “Estamos fazendo essa tradução em uma terra onde não falamos a língua”, diz ele. “Mas nunca se sabe se nossas habilidades linguísticas são boas o suficiente.”
