Novo mapa cósmico do James Webb mostra como o Universo se formou

Os mapas do Universo em grande escala são feitos observando a distribuição espacial de galáxias e matéria ao longo do tempo. Como a luz possui velocidade finita, observar objetos muito distantes significa enxergar o Universo jovem. Isso permite reconstruir diferentes fases da evolução cósmica, desde poucos milhões de anos após o Big Bang até o Universo atual. Observações da rede cósmica ajudam a entender como as galáxias se formaram e evoluíram ao longo de bilhões de anos.

O James Webb Space Telescope (JWST) foi projetado para observar o Universo jovem usando comprimentos de onda no infravermelho. Isso porque a expansão do Universo desloca a luz de galáxias distantes para o infravermelho. Com isso, é possível observar períodos em que o Universo tinha menos de um bilhão de anos de idade. O JWST consegue observar a época em que as galáxias eram jovens e havia regiões de formação estelar primordial.

Com o JWST, astrônomos conseguiram produzir um dos mapas mais detalhados da rede cósmica do Universo. O estudo rastreou a distribuição de galáxias até épocas em que o Universo possuía apenas centenas de milhões de anos. Ao combinar observações de múltiplas regiões do céu, os pesquisadores reconstruíram como a matéria estava organizada no passado. Esse tipo de mapeamento permite entender a evolução das estruturas cósmicas ao longo da história do Universo.

Mapa da rede cósmica

Quando se fala em mapa da rede cósmica, estão se referindo à distribuição da matéria em grandes escalas no Universo. Em vez de estarem espalhadas aleatoriamente, as galáxias se organizam em filamentos conectados por aglomerados e separados por grandes vazios. Essa estrutura surgiu a partir de pequenas flutuações de densidade presentes no Universo primordial após o Big Bang. A gravidade amplificou essas variações ao longo de bilhões de anos, principalmente sob influência da matéria escura.

Mapear a rede cósmica é importante para entender como galáxias, aglomerados e grandes estruturas se formaram e evoluíram. A distribuição observada da matéria permite testar modelos cosmológicos sobre expansão do Universo, matéria escura e crescimento gravitacional das estruturas. Além disso, comparar mapas obtidos em diferentes épocas cósmicas ajuda a reconstruir a evolução dinâmica do Universo desde seu início.

James Webb

O JWST foi projetado para observar os primeiros milhões de anos do Universo que inclui a formação das primeiras estrelas e galáxias. O principal diferencial em relação aos outros telescópios é a capacidade de operar no infravermelho. Como a luz tem velocidade máxima, observar galáxias muito distantes significa enxergá-las como eram bilhões de anos atrás. Isso permite observar quando o Universo possuía apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang.

Além de observar o Universo primordial, o JWST também investiga regiões de formação estelar. Muitas dessas regiões estão envolvidas por nuvens de gás e poeira que bloqueiam a luz visível, mas podem ser atravessadas pela radiação infravermelha. Essas observações ajudam a entender melhor como as primeiras gerações de estrelas influenciaram a formação de estruturas cósmicas maiores.

O novo mapa cósmico

Com essas observações, o JWST conseguiu criar um dos mapas mais detalhados já feitos da rede cósmica através do projeto COSMOS-Web. Esse programa foi desenvolvido para mapear grandes estruturas do Universo. O objetivo é observar como as galáxias se distribuem em filamentos, aglomerados e vazios cósmicos ao longo da história do Universo. Os pesquisadores conseguiram estudar estruturas desde quando o Universo tinha apenas cerca de um bilhão de anos até épocas recentes.

Comparações com observações anteriores feitas pelo telescópio Hubble mostram um avanço na qualidade do mapeamento obtido pelo JWST. Estruturas que antes pareciam únicas e difusas agora são resolvidas em múltiplos filamentos e aglomerados de galáxias. Isso ocorre porque o JWST consegue detectar mais galáxias em uma mesma região do céu e medir suas distâncias com precisão.

Novas descobertas

As novas observações do JWST mostraram alguns detalhes da rede cósmica que não era possível observar em levantamentos anteriores. Os pesquisadores conseguiram observar a distribuição de galáxias ao longo de aproximadamente 13,7 bilhões de anos. Foi possível observar com mais detalhe como as primeiras estruturas cósmicas começaram a surgir sob influência gravitacional da matéria escura. Além disso, os mapas mostram como as galáxias evoluíram dentro dessa rede ao longo do tempo.

O levantamento identificou cerca de 164 mil galáxias distribuídas ao longo da rede cósmica, formando um dos maiores catálogos já produzidos. Os pesquisadores também disponibilizaram publicamente os mapas, catálogos e visualização da evolução da rede cósmica ao longo de bilhões de anos. Essas informações ajudam a testar modelos cosmológicos sobre crescimento gravitacional, formação galáctica e evolução da matéria no Universo.

Referência da notícia

Hatamnia et al. 2026 Large-scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the Cosmic Web up to z ∼ 7 with the Largest JWST Survey The Astrophysical Journal