Os astrônomos usaram o Telescópio Espacial James Webb para criar o mapa mais detalhado da teia cósmica, a estrutura massiva que conecta todas as galáxias do universo. Uma equipa de investigação liderada pela Universidade da Califórnia, em Riverside, rastreou esta enorme rede até ao seu estado inicial, quando o Universo tinha apenas cerca de mil milhões de anos.
A rede cósmica é a estrutura esquelética gigante do universo, composta por enormes estruturas semelhantes a fibras e estruturas semelhantes a folhas feitas de matéria escura e gás, que circundam enormes regiões próximas do espaço chamadas “vazios”. Juntas, essas estruturas formam a arquitetura em grande escala do universo, conectando galáxias e aglomerados de galáxias por grandes distâncias. Os resultados da pesquisa foram publicados no Astrophysical Journal e baseiam-se no COSMOS-Web, o maior projeto de levantamento do céu na história do telescópio Webb. Os cientistas usaram os dados da pesquisa para estudar como as galáxias se formaram e evoluíram nesta rede interligada, abrangendo 13,7 mil milhões de anos de história cósmica.
Desde o seu lançamento em 2021, o Telescópio Webb revolucionou a investigação astronómica com a sua excepcional sensibilidade e clareza de imagem. Os seus instrumentos infravermelhos podem detectar galáxias ténues e distantes que eram invisíveis aos primeiros telescópios, permitindo aos cientistas voltar a épocas anteriores do Universo e espiar através de nuvens de poeira cósmica. Para tirar o máximo partido destas capacidades, uma equipa internacional desenvolveu o projeto COSMOS-Web, o maior programa de observação universal selecionado para o telescópio Webb. A pesquisa cobre uma área contínua do céu aproximadamente do tamanho de três luas cheias e é projetada especificamente para mapear a teia cósmica.
“O telescópio Webb revolucionou a nossa compreensão do universo, e o COSMOS-Web foi concebido desde o início para fornecer as visões amplas e profundas que precisamos para observar a teia cósmica”, disse o primeiro autor Hossein Khatamniya, um estudante de pós-graduação na UC Riverside e no Observatório Carnegie. Pela primeira vez, é possível estudar a evolução de galáxias em aglomerados de galáxias e estruturas semelhantes a fibras ao longo do tempo cósmico, desde o nascimento do universo, há mil milhões de anos, até ao universo próximo. "O chamado universo próximo refere-se à área a cerca de 1 bilhão de anos-luz da Terra, e 1 ano-luz equivale a aproximadamente 9,88 trilhões de milhas, que é usado para medir a distância que a luz percorre em um ano."
Bahram Mobaser, ilustre professor de física e astronomia da Universidade da Califórnia, Riverside e mentor de Khatamniya, disse que os novos dados do Webb fornecem uma visão mais detalhada da estrutura cósmica em grande escala do que as observações anteriores do Telescópio Espacial Hubble. A comparação dos dois conjuntos de dados revela que muitas estruturas que antes estavam confusas agora podem ser claramente separadas e estudadas com mais detalhes. “As melhorias na profundidade e na resolução são realmente significativas”, disse Maubasel. "Somos agora capazes de ver a rede cósmica quando o Universo tinha apenas algumas centenas de milhões de anos, uma era que era em grande parte inacessível antes do telescópio Webb. O que costumava parecer uma única estrutura está agora resolvido em muitas estruturas, e os detalhes que anteriormente eram suavizados são agora claramente visíveis."
Khatamniya explicou que esta melhoria resulta da combinação de duas vantagens principais do telescópio Webb. “Este telescópio detecta muito mais galáxias fracas na mesma área do céu, e as distâncias a essas galáxias são medidas com muito mais precisão”, disse ele. "Assim, cada galáxia pode ser colocada na fatia correta do tempo cósmico, aumentando assim a resolução do mapa."
Dando continuidade à tradição de ciência aberta do projeto COSMOS, a equipe de pesquisa está divulgando publicamente mapas estruturais em grande escala. "O pipeline de processamento de dados usado para construir o mapa, um catálogo de estrelas de 164 mil galáxias e suas densidades cósmicas, e vídeos que mostram a evolução da rede cósmica ao longo de bilhões de anos estão todos disponíveis ao público", disse Maubasel. A investigação envolveu também cientistas dos Estados Unidos, Dinamarca, Chile, França, Finlândia, Suíça, Japão, China, Alemanha e Itália, e foi apoiada por financiamento do programa de investigação e inovação Horizonte 2020 da União Europeia.