Brilho ‘extremo’ vindo de 90% das galáxias mais antigas do universo é descoberto

Por , em 11.11.2023
Uma imagem do Telescópio Espacial James Webb da galáxia MACS0647-JD, capturada apenas 400 milhões de anos após o Big Bang. (Crédito da imagem: NASA, ESA, CSA, & STScI, APagan (STScI)/ Alamy Live News via Digitaleye)

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) revelou uma descoberta surpreendente sobre as galáxias nos primórdios do universo. Essas galáxias estavam repletas de nuvens de gás brilhantes, superando em luminosidade as estrelas que estavam se formando dentro delas. Esse fenômeno apresentou uma possível solução para um mistério que ameaçava desafiar os fundamentos da cosmologia.

Curiosamente, essas galáxias começaram a se formar apenas 500 milhões de anos após o Big Bang. A intensidade de sua luminosidade era tão extraordinária que contradizia as expectativas anteriores. Segundo os modelos existentes, tal brilho seria característico de galáxias massivas, repletas de estrelas como a Via Láctea. No entanto, estas galáxias antigas surgiram em um período muito mais curto do que o tempo necessário para a formação da nossa galáxia.

Esta descoberta colocou em cheque as teorias prevalecentes sobre a evolução galáctica e os princípios estabelecidos da cosmologia. De acordo com a teoria padrão, milhões de anos depois do Big Bang, que ocorreu há cerca de 13,8 bilhões de anos, a energia se condensou em matéria, culminando na formação lenta das primeiras estrelas. Contudo, as observações feitas pelo JWST indicaram uma quantidade de estrelas muito maior do que o esperado.

Os astrônomos encontraram uma resposta potencial para esse enigma: um grupo de galáxias com cerca de 12 bilhões de anos, das quais quase 90% estavam envoltas em gás brilhante. Este gás, ao ser iluminado pela luz das estrelas ao redor, incitou explosões intensas de formação estelar à medida que esfriava. Este novo estudo foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal.

Anshu Gupta, astrofísico da Curtin University na Austrália e autor principal do estudo, compartilhou com o Live Science por e-mail que as interações com galáxias vizinhas foram responsáveis pelo brilho incomum das galáxias primordiais. Essas interações aceleraram a formação de estrelas, podendo também explicar o tamanho mais massivo dessas galáxias antigas.

Essa descoberta surgiu a partir de dados coletados pelo Advanced Deep Extragalactic Survey do JWST. O levantamento envolveu a captura de imagens infravermelhas de galáxias antigas e a análise de seus espectros com três instrumentos do telescópio.

Ao examinar as frequências de luz emitidas pelas galáxias, a equipe de pesquisa identificou picos acentuados em características de emissão extremas. Isso indicava que o gás estava absorvendo e reemitindo a luz das estrelas próximas.

Gupta enfatizou que, por si só, o gás não pode emitir luz. Ele precisa da radiação de estrelas jovens e massivas, que eram abundantes nessas galáxias primordiais, para se tornar excitado e emitir luz.

Comparando o espectro de emissão dessas galáxias primitivas com o de galáxias mais novas no universo atual, os pesquisadores observaram que cerca de 1% das galáxias recentes exibiam características semelhantes. Estudando essas galáxias mais recentes, mais fáceis de observar, eles esperam obter informações valiosas sobre as galáxias antigas e sobre os primórdios da química do universo.

Gupta destacou a importância desse estudo para entender a composição elemental do universo. Com exceção do hidrogênio e do hélio, todos os elementos encontrados na Terra e no universo foram formados nos núcleos de estrelas distantes. Compreender os ambientes galácticos e estelares do universo primitivo é essencial para uma compreensão mais profunda do nosso próprio mundo atual. [Live Science]

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