O Universo primordial continua a oferecer surpresas e as últimas observações de galáxias infantis não são exceção. Os astrónomos encontraram uma galáxia surpreendentemente semelhante à Via Láctea que existiu há mais de 13 mil milhões de anos. Essa foi uma época em que o Universo era apenas uma criança e as galáxias ainda deveriam estar no início de sua formação. Um bem formado em uma história tão antiga é uma surpresa.
A galáxia recém-descoberta é chamada REBELS-25. Foi encontrado como parte da pesquisa “Reionization Era Bright Emission Line Survey (REBELS) usando o Atacama Large Millimeter Array (ALMA) no Chile. A ideia da pesquisa é procurar e medir galáxias primitivas.
REBELS-24 é uma enorme galáxia semelhante a um disco com estruturas que se parecem com braços espirais. Isso é muito semelhante à nossa galáxia, a Via Láctea. Tem mais de 13 bilhões de anos e levou bilhões de anos para evoluir até a forma atual. Tal como REBELS-25, a Via Láctea começou como uma protogaláxia desajeitada e desorganizada não muito depois do início do Universo. Ela se fundiu com outras protogaláxias e evoluiu para uma bela forma espiral. Parece estar formando estrelas ativamente e é incrivelmente massiva para uma galáxia tão jovem.
As primeiras espirais não são novas
Assim, REBELS-25 levanta uma grande questão: porque é que é tão massivo e bem evoluído numa altura em que a Via Láctea ainda era um aglomerado? É isso que os astrônomos estão trabalhando para descobrir. “De acordo com a nossa compreensão da formação de galáxias, esperamos que a maioria das primeiras galáxias sejam pequenas e de aparência confusa”, disse Jacqueline Hodge, astrônoma da Universidade de Leiden, na Holanda. O facto de REBELS-25 parecer tão “moderno” depois de menos de mil milhões de anos é – num certo sentido – rebelde contra as teorias geralmente aceites sobre a formação e evolução de galáxias.
Esta não é a primeira vez que observações astronômicas revelam espirais iniciais. As observações do JWST sugerem que talvez um terço das primeiras galáxias já sejam espirais no Universo infantil. Sua Pesquisa Científica de Liberação Antecipada da Evolução Cósmica (CEERS) encontrou muitos deles nos primeiros 700 milhões de anos de história cósmica. Portanto, descobrir que este parece quase “moderno” há cerca de 13 mil milhões de anos apenas aumenta o mistério da sua formação.
REBELS-25 apareceu nas observações do ALMA, o que também deu pistas de que tinha um disco giratório. Um conjunto de observações de acompanhamento confirmou a rotação desta galáxia e as suas estruturas de braço espiral. Além disso, os dados do ALMA encontraram indícios de uma barra central (tal como a nossa galáxia, a Via Láctea). “O ALMA é o único telescópio existente com a sensibilidade e a resolução necessárias para conseguir isto”, disse Renske Smit, investigador da Universidade John Moores de Liverpool, no Reino Unido, e parte da equipa que trabalhou nesta descoberta.
Surpreendentemente, os dados do ALMA também sugeriram características mais desenvolvidas, semelhantes às da Via Láctea. Parece que há uma barra central alongada e até braços espirais em REBELS0-25. “Ver uma galáxia com tantas semelhanças com a nossa Via Láctea, que é fortemente dominada pela rotação, desafia a nossa compreensão da rapidez com que as galáxias do Universo primordial evoluem para as galáxias ordenadas do cosmos de hoje,” disse Lucie Rowland, estudante de doutoramento em Leiden. Universidade que liderou a pesquisa sobre REBELS-25. “Encontrar mais evidências de estruturas mais evoluídas seria uma descoberta emocionante, pois seria a galáxia mais distante com tais estruturas observadas até à data.”
O que isso significa para a evolução da galáxia?
À medida que os astrónomos descobrem mais destas galáxias bem evoluídas no Universo primordial, terão de ajustar o modelo funcional de nascimento e evolução galáctica. Nesse modelo, as galáxias bebés são aglomerados de estrelas e gás que se juntam em colisões e canibalismo para formar galáxias maiores. Normalmente é considerado um período confuso e turbulento na história cósmica. Galáxias infantis colidiram e cresceram. Eles combinaram suas estrelas e gases para criar estruturas maiores. Com o tempo eles começam a girar, o que também influencia a formação de estruturas dentro da galáxia. Outras colisões acrescentam mais massa à galáxia e também estimulam explosões de formação estelar. Tudo isso leva bilhões de anos para ser realizado. Ou assim os astrônomos sempre pensaram.
REBELDES-25 e outras espirais iniciais desafiam esse modelo geral. Por um lado, REBELS-25 parece uma galáxia que está evoluindo em ritmo acelerado. Comparado com os pesados bilhões de anos de evolução da Via Láctea, o REBELS-25 está avançando em alta velocidade. Isso implica que algo está empurrando essa aceleração. A grande questão agora será explicar a sua evolução avançada numa idade muito jovem.
O programa REBELS deverá ajudar os astrónomos a compreender mais sobre os processos em funcionamento apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang. Essa pesquisa fornecerá grandes quantidades de dados sobre galáxias de grande massa no Universo primordial. Essas amostras deverão permitir aos astrónomos realizar estudos direcionados de mais galáxias utilizando tanto o ALMA como o JWST. Ambos os observatórios são suficientemente poderosos para fornecer imagens detalhadas de galáxias individuais naquelas épocas iniciais da história cósmica.
Para mais informações
Estranheza espacial: galáxia de disco giratório mais distante encontrada (PR)
Estranheza espacial: galáxia de disco giratório mais distante encontrada (o papel)
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