Nota de Imprensa

Descoberto oxigénio na galáxia mais distante conhecida

20 de Março de 2025

Duas equipas diferentes de astrónomos detectaram oxigénio na galáxia mais distante conhecida, a JADES-GS-z14-0. A descoberta, descrita em dois estudos separados, foi possível graças ao Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro. Esta detecção recorde faz com que os astrónomos tenham que repensar sobre quão rápido é que as galáxias se formaram no Universo primordial.

Descoberta no ano passado, a JADES-GS-z14-0 é a galáxia mais distante confirmada alguma vez observada: está tão longe da Terra que a sua luz demorou 13,4 mil milhões de anos a chegar até nós, o que significa que a vemos tal como era quando o Universo tinha menos de 300 milhões de anos, o que corresponde a cerca de 2% da sua idade atual. A nova detecção de oxigénio levada a cabo com o auxílio do ALMA, uma rede de telescópios instalada no deserto chileno do Atacama, sugere que esta galáxia é quimicamente  muito mais madura do que se esperava.

“É um pouco como encontrar um adolescente onde só esperávamos encontrar bebés”, explica Sander Schouws, candidato a doutoramento no Observatório de Leiden, Países Baixos, e primeiro autor do estudo holandês aceite para publicação na revista da especialidade The Astrophysical Journal. “Os resultados mostram que esta galáxia se formou muito rapidamente, estando também a evoluir muito depressa, o que a coloca num conjunto cada vez maior de provas de que a formação de galáxias no Universo primordial ocorreu muito mais depressa do que esperávamos.”

As galáxias começam normalmente as suas vidas repletas de estrelas jovens, as quais são principalmente constituídas por elementos leves como o hidrogénio e o hélio. À medida que as estrelas evoluem, são formados no seu interior elementos mais pesados como o oxigénio, que acabam dispersos pela galáxia quando as estrelas morrem. Os investigadores pensavam que, com 300 milhões de anos, o Universo era ainda demasiado jovem para ter galáxias repletas de elementos pesados. No entanto, os dois estudos levados a cabo com o ALMA indicam que a galáxia JADES-GS-z14-0 tem cerca de 10 vezes mais elementos pesados do que o esperado.

“Estes resultados bastante inesperados surpreenderam-me, porque nos abrem uma nova perspectiva sobre as primeiras fases da evolução galáctica”, diz Stefano Carniani, da Scuola Normale Superiore de Pisa, em Itália, e autor principal do artigo aceite para publicação na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. “A prova de que uma galáxia está já bastante madura num Universo ainda muito primordial levanta questões sobre quando e como é que as galáxias se formaram.”

A detecção de oxigénio também permitiu aos astrónomos fazer medições da distância à JADES-GS-z14-0 com muito mais precisão. “Esta detecção do ALMA dá-nos uma medição extraordinariamente precisa da distância a que esta galáxia se encontra e nós, com uma incerteza de apenas 0,005 %. Este nível de precisão, que corresponde a uma exatidão de 5 cm numa distância de 1 km, ajuda-nos a compreender melhor as propriedades das galáxias distantes”, acrescenta Eleonora Parlanti, estudante de doutoramento na Scuola Normale Superiore de Pisa e co-autora do estudo a publicar na Astronomy & Astrophysics [1].

“Embora a JADES-GS-z14-0 tenha sido originalmente descoberta com o Telescópio Espacial James Webb, foi necessário utilizar o ALMA para confirmar e determinar com precisão a grande distância a que esta galáxia se encontra da Terra,” [2] diz Rychard Bouwens, membro da equipa no Observatório de Leiden. “Isto mostra a espantosa sinergia que existe entre o ALMA e o JWST, e que nos ajuda a compreender melhor a formação e evolução das primeiras galáxias.”

Gergö Popping, astrónomo do ESO a trabalhar no Centro Regional Europeu do ALMA, que não participou nos estudos, comenta: “Fiquei realmente surpreendido com esta detecção inequívoca de oxigénio na JADES-GS-z14-0, que sugere que as galáxias se podem ter formado muito mais rapidamente após o Big Bang do que se pensava anteriormente. Este resultado mostra o importante papel que o ALMA desempenha na descoberta das condições em que as primeiras galáxias se formaram no nosso Universo”.

Notas

[1] Os astrónomos utilizam uma medida conhecida como desvio para o vermelho para determinar a distância a que se encontram objetos extremamente distantes. Medições anteriores indicavam que a galáxia JADES-GS-z-14-0 tinha um desvio para o vermelho entre 14,12 e 14,4. Agora, com estas detecções de oxigénio, ambas as equipas apontam para uma distância correspondente a um desvio para o vermelho de cerca de 14,18.

[2] O Telescópio Espacial James Webb é um projeto conjunto da NASA, da Agência Espacial Europeia (ESA) e da Agência Espacial Canadiana (CSA).

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi apresentado em dois artigos científicos a publicar nas revistas da especialidade The Astrophysical Journal (https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202452451) e Astronomy & Astrophysics.

As equipas são compostas por:

Artigo na revista Astronomy & Astrophysics, liderado por Itália: Stefano Carniani (Scuola Normale Superiore, Pisa, Itália [SNS]), Francesco D'Eugenio (Kavli Institute for Cosmology, Universidade de Cambridge, Cambridge, Reino Unido [CAM-KIC]; Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge, UK [CAM-CavL] e INAF - Osservatorio Astronomico di Brera, Milano, Itália), Xihan Ji (CAM-KIC e CAM-CavL), Eleonora Parlanti (SNS), Jan Scholtz (CAM-KIC e CAM-CavL), Fengwu Sun (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, EUA [CfA]), Giacomo Venturi (SNS), Tom J. L. C. Bakx (Departamento do Espaço, da Terra & do Ambiente, Universidade de Tecnologia Chalmers, Gotemburgo, Suécia), Mirko Curti (Observatório Europeu do Sul, Garching bei München, Alemanha), Roberto Maiolino (CAM-KIC, CAM-CavL e Department of Physics and Astronomy, University College London, Londres, Reino Unido [UCL]), Sandro Tacchella (CAM-KIC e CAM-CavL), Jorge A. Zavala (Observatório Astronómico Nacional do Japão, Tóquio, Japão), Kevin Hainline (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, EUA [UArizona-SO]), Joris Witstok (Cosmic Dawn Center, Copenhaga, Dinamarca [DAWN] e CAM-CavL), Benjamin D. Johnson [CfA], Stacey Alberts [UArizona-SO], Andrew J. Bunker (Department of Physics, University of Oxford, Oxford, Reino Unido [Oxford]), Stéphane Charlot (Sorbonne Université, CNRS, Institut d'Astrophysique de Paris, Paris, França), Daniel J. Eisenstein (CfA), Jakob M. Helton (UArizona-SO), Peter Jakobsen (DAWN e Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhaga, Copenhaga, Dinamarca), Nimisha Kumari (Space Telescope Science Institute, Baltimore, EUA), Brant Robertson (Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, EUA), Aayush Saxena (Oxford e UCL), Hannah Übler (CAM-KIC e CAM-CavL), Christina C. Williams (NSF NOIRLab, Tucson, EUA), Christopher N. A. Willmer (UArizona-SO) e Chris Willott (NRC Herzberg, Victoria, Canadá).

Artigo na revista The Astrophysical Journal, liderado pelos Países Baixos: Sander Schouws (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Leiden, Países Baixos [Leiden]), Rychard J. Bouwens (Leiden), Katherine Ormerod (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, Reino Unido [LJMU]), Renske Smit (LJMU), Hiddo Algera (Centro de Ciências Astrofísicas de Hiroshima, Universidade de Hiroshima, Hiroshima, Japão e Observatório Astronómico Nacional do Japão, Tóquio, Japão), Laura Sommovigo (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, EUA), Jacqueline Hodge (Leiden), Andrea Ferrara (Scuola Normale Superiore, Pisa, Itália), Pascal A. Oesch (Département d'Astronomie, Université de Genève, Versoix, Suíça; Cosmic Dawn Center, Copenhaga, Dinamarca e Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhaga, Copenhaga, Dinamarca), Lucie E. Rowland (Leiden), Ivana van Leeuwen (Leiden), Mauro Stefanon (Leiden), Thomas Herard-Demanche (Leiden), Yoshinobu Fudamoto (Center for Frontier Science, Universidade de Chiba, Chiba, Japão), Huub Rottgering (Leiden) e Paul van der Werf (Leiden).

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica internacional, surge no âmbito de uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e o Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia (NSTC) da Taiwan e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte; e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, Chéquia, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como telescópios de rastreio, tal como o VISTA. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

Links

• Artigo científico (Carniani et al.)
• Artigo científico (Schouws et al.)
• Fotografias do ALMA 
• Para jornalistas: subscreva-se para receber os nossos comunicados de imprensa sob embargo em português e candidate-se para participar na visita estratégica dos media (parcialmente financiada) de 2025 aos observatórios do ESO (NOVO)
• Para cientistas: tem uma estória para nos contar? Fale-nos do seu trabalho de investigação
• Céus mais escuros e límpidos do mundo em risco devido a megaprojeto industrial

Contactos

Stefano Carniani
Scuola Normale Superiore
Pisa, Italy
Tel: +39 050 509156
Email: stefano.carniani@sns.it

Sander Schouws
Leiden University
Leiden, The Netherlands
Email: sanderschouws@gmail.com

Eleonora Parlanti
Scuola Normale Superiore
Pisa, Italy
Email: eleonora.parlanti@sns.it

Rychard Bouwens
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 8456
Email: bouwens@strw.leidenuniv.nl

Jacqueline Hodge
Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 8450
Email: hodge@strw.leidenuniv.nl

Gergö Popping
European ALMA Regional Centre, European Southern Observatory
Tel: +49 89 3200 6247
Email: gpopping@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Telm: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Margarida Serote (Contacto de imprensa em Portugal)
Rede de Divulgação Científica do ESO e Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço,
Tel: +351 964951692
Email: eson-portugal@eso.org

Connect with ESO on social media

Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2507, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.