Os cientistas descobriram detalhes significativos sobre a formação inicial de galáxias ao estudar uma das mais antigas galáxias espirais conhecidas. As suas descobertas, que incluem padrões de ondas sísmicas e uma estrutura de barras distinta na galáxia, revelam os processos dinâmicos de formação estelar no Universo primitivo. Crédito: SciTechDaily.com
A investigação numa antiga galáxia espiral revela informações cruciais sobre a formação inicial de galáxias, destacando a rápida formação estelar e características estruturais únicas em comparação com as galáxias contemporâneas.
Um novo instantâneo de uma galáxia antiga e distante pode ajudar os cientistas a entender como ela se formou e as origens da nossa. via Láctea.
Com mais de 12 mil milhões de anos, BRI 1335-0417 é a galáxia espiral mais antiga e mais distante conhecida no Universo.
O autor principal, Dr. Takafumi Tsukui, disse que um telescópio de última geração chamado ALMA permitiu-lhes observar esta antiga galáxia com muito mais detalhes.
“Especificamente, estávamos interessados em saber como o gás se movia para dentro e por toda a galáxia”, disse o Dr.
“O gás é um ingrediente chave para a formação de estrelas e pode dar-nos pistas importantes sobre como uma galáxia está realmente alimentando a sua formação estelar.”
Ilustração de um disco galáctico sendo perturbado. Crédito: Jonathan Bland-Hawthorn e Thorsten Tepper-Garcia/Universidade de Sydney
Revelando Movimento e Estrutura Galáctica
Neste caso, os investigadores conseguiram não só capturar o movimento do gás em torno de BRI 1335-0417, mas também revelar a formação de uma onda sísmica – a primeira neste tipo de galáxia primitiva.
O disco da galáxia, uma massa achatada de estrelas em rotação, gás e poeira, move-se de uma forma não muito diferente das ondulações que se espalham num lago depois de uma pedra ser atirada nele.
Estes novos dados significam que agora sabemos mais sobre como a galáxia se formou.
“O movimento de oscilação vertical do disco é devido a uma fonte externa, seja do fluxo de novo gás para a galáxia ou do contato com outras galáxias menores”, disse o Dr.
“Ambas as possibilidades bombardeariam a galáxia com novo combustível para a formação de estrelas.
“Além disso, nosso estudo revelou uma estrutura semelhante a uma barra no disco. As barras galácticas podem perturbar o gás e transportá-lo em direção ao centro da galáxia. A barra descoberta em BRI 1335-0417 é a estrutura mais distante conhecida desse tipo.
“Juntos, estes resultados mostram o crescimento dinâmico de uma jovem galáxia.”
Simulação mostrando a formação de uma galáxia espiral. Crédito: Projeto 4D2U, Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ)
Um vislumbre do passado
Como a BRI 1335-0417 está tão longe, a sua luz demora mais tempo a chegar à Terra. As imagens vistas através de um telescópio nos dias de hoje são uma reminiscência dos primórdios da galáxia – quando o Universo tinha apenas 10% da sua idade atual.
“Descobriu-se que as primeiras galáxias formavam estrelas a um ritmo muito mais rápido do que as galáxias modernas. Isto é verdade para BRI 1335-0417, que, apesar de ter uma massa semelhante à da nossa Via Láctea, forma estrelas a uma velocidade algumas centenas de vezes mais rápida,” disse a co-autora Professora Associada Emily Wisnioski.
“Queríamos compreender como o gás é fornecido para acompanhar esta rápida taxa de formação de estrelas.
O papel das estruturas espirais
“As estruturas espirais são raras no Universo primordial e a forma exata como se formam também permanece desconhecida. Este estudo também nos dá informações cruciais sobre os cenários mais prováveis.
“Embora seja impossível observar diretamente a evolução da galáxia, uma vez que as nossas observações apenas nos dão um instantâneo, as simulações de computador podem ajudar a juntar as peças da história.”
O estudo foi publicado em Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
Referência: “Detecting a disc bending wave in a barred-spiral galaxy at redshift 4.4” por Takafumi Tsukui, Emily Wisnioski, Joss Bland-Hawthorn, Yifan Mai, Satoru Iguchi, Junichi Baba e Ken Freeman, 23 de novembro de 2023, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stad3588
O observatório ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), parte do Observatório Europeu do Sul (ISSO), é composto por 66 antenas que observam uma única galáxia em uníssono. Os dados de cada antena são combinados para criar uma única imagem da galáxia usando um supercomputador. Este observatório desempenhou um papel fundamental no estudo.
