Em um papel publicado hoje no Revista Astronomicaastrônomos analisaram a evolução de galáxias massivas em desvios para o vermelho de 4-8 selecionados do JWST Cosmic Evolution Early Release Survey (CEERS).
Imagem composta de cores do objeto extremamente vermelho, semelhante a um quasar, A2744-QSO1. Crédito da imagem: Furtak e outros., dois: 10.1038/s41586-024-07184-8.
“Ainda estamos vendo mais galáxias do que o previsto, embora nenhuma delas seja tão massiva a ponto de ‘quebrar’ o Universo”, disse a estudante de pós-graduação da Universidade do Texas em Austin, Katherine Chworowsky.
De acordo com o novo estudo, as galáxias que pareciam muito massivas provavelmente hospedam buracos negros que consomem gás rapidamente.
O atrito no gás em movimento rápido emite calor e luz, tornando essas galáxias muito mais brilhantes do que seriam se essa luz emanasse apenas das estrelas.
Essa luz extra pode fazer parecer que as galáxias contêm muito mais estrelas e, portanto, são mais massivas do que estimaríamos de outra forma.
Quando os cientistas removem essas galáxias, chamadas de pequenos pontos vermelhos, da análise, as galáxias primitivas restantes não são muito massivas para se enquadrarem nas previsões do Modelo Padrão.
“Portanto, o ponto principal é que não há crise em termos do Modelo Padrão da cosmologia”, disse o professor Steven Finkelstein, de Steven Finkelstein.
“Sempre que você tem uma teoria que resistiu ao teste do tempo por tanto tempo, você tem que ter evidências esmagadoras para realmente descartá-la. E esse simplesmente não é o caso.”
Embora tenham resolvido o dilema principal, um problema menos espinhoso permanece: ainda há aproximadamente o dobro de galáxias massivas nos dados Webb do Universo primitivo do que o esperado pelo Modelo Padrão.
Uma possível razão pode ser que as estrelas se formaram mais rapidamente no universo primitivo do que hoje.
“Talvez no Universo primitivo, as galáxias fossem melhores em transformar gás em estrelas”, disse Chworowsky.
A formação de estrelas acontece quando o gás quente esfria o suficiente para sucumbir à gravidade e condensar em uma ou mais estrelas.
Mas à medida que o gás se contrai, ele se aquece, gerando pressão externa.
Em nossa região do Universo, o equilíbrio dessas forças opostas tende a tornar o processo de formação estelar muito lento.
Mas talvez, de acordo com algumas teorias, como o Universo primitivo era mais denso do que hoje, era mais difícil expelir gás durante a formação de estrelas, permitindo que o processo ocorresse mais rápido.
Ao mesmo tempo, os astrônomos têm analisado os espectros de pequenos pontos vermelhos descobertos com Webb, com pesquisadores da equipe do CEERS e outros encontrando evidências de gás hidrogênio em movimento rápido, uma assinatura dos discos de acreção de buracos negros.
Isso reforça a ideia de que pelo menos parte da luz emitida por esses objetos compactos e vermelhos vem do gás girando em torno de buracos negros, e não de estrelas — reforçando a conclusão de Chworowsky e colegas de que eles provavelmente não são tão massivos quanto os astrônomos pensavam inicialmente.
No entanto, mais observações desses objetos intrigantes estão chegando e devem ajudar a resolver o enigma sobre quanta luz vem das estrelas em comparação ao gás ao redor dos buracos negros.
Muitas vezes, na ciência, quando você responde a uma pergunta, isso leva a novas perguntas.
Embora os autores tenham mostrado que o Modelo Padrão da cosmologia provavelmente não está quebrado, seu trabalho aponta para a necessidade de novas ideias na formação de estrelas.
“E então ainda há aquela sensação de intriga. Nem tudo é totalmente compreendido. É isso que torna esse tipo de ciência divertido, porque seria um campo terrivelmente chato se um artigo descobrisse tudo, ou não houvesse mais perguntas para responder”, disse Chworowsky.
_____
Catarina Chworowsky e outros. 2024. Evidências de uma evolução superficial nas densidades de volume de galáxias massivas em z = 4-8 do CEERS. AJ 168, 113; dois: 10.3847/1538-3881/ad57c1
