Uma das descobertas surpreendentes do Telescópio Espacial James Webb é a descoberta de galáxias massivas no Universo primordial. As expectativas eram de que apenas existiriam galáxias jovens, pequenas e bebés nos primeiros mil milhões de anos após o Big Bang. Mas algumas das galáxias recentemente descobertas parecem ser tão grandes e maduras como as galáxias que vemos hoje.
Mais três destas galáxias “monstro” foram agora encontradas e têm uma massa semelhante à da nossa Via Láctea. Estas galáxias estão a formar estrelas com quase duas vezes mais eficiência do que as galáxias que se formaram mais tarde no Universo. Embora ainda estejam dentro das teorias padrão da cosmologia, os pesquisadores dizem que demonstram o quanto precisa ser aprendido sobre o Universo primordial.
“Nossas descobertas estão remodelando nossa compreensão da formação de galáxias no Universo primordial”, disse o Dr. Mengyuan Xiao, autor principal do novo estudo e pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Genebra, em um Comunicado de imprensa.
O modelo cosmológico mais amplamente aceito é o modelo Lambda Cold Dark Matter (LCDM), que postula que as primeiras galáxias do Universo não tiveram tempo suficiente para se tornarem tão massivas e deveriam ter um tamanho mais modesto.
As novas descobertas, publicado na revista Nature, foram feitos usando as capacidades espectroscópicas do JWST em comprimentos de onda do infravermelho próximo. Isto permite aos astrónomos estudar sistematicamente galáxias no Universo muito distante e primitivo, incluindo estas três galáxias massivas e obscurecidas por poeira. O estudo foi conduzido como parte do programa FRESCO (First Reionization Epoch Spectroscopically Complete Observations) do telescópio, que usa o espectrógrafo NIRCam/grism do JWST para medir distâncias precisas e massas estelares de galáxias. Os resultados podem indicar que a formação de estrelas no Universo primitivo foi muito mais eficiente do que se pensava anteriormente, o que desafia os modelos existentes de formação de galáxias.
No entanto, tem havido alguma controvérsia sobre se estas galáxias são realmente supergrandes e maduras. Em agosto, outro estudo debateu as descobertas anteriores de galáxias “impossivelmente grandes”, dizendo que o que foi observado pode ter sido o resultado de uma ilusão de ótica, já que a presença de buracos negros em algumas destas primeiras galáxias fez com que parecessem muito mais brilhantes e maiores. do que realmente eram.
Mas este último estudo fez parte do novo programa FRESCO com o JWST para analisar sistematicamente uma amostra completa de galáxias nos primeiros mil milhões de anos de história cósmica para determinar se são dominadas pela ionização de estrelas jovens (galáxias em explosão estelar) ou por um núcleo galáctico activo. (AGN), ou seja, um buraco negro. Os pesquisadores dizem que esta nova abordagem permite estimativas precisas de distâncias e medições confiáveis de massa estelar para toda a amostra da galáxia.
”Nossas descobertas destacam o poder notável da espectroscopia NIRCam/grism,” disse Pascal Oesch, também da Universidade de Genebra e investigador principal do programa FRESCO. ”O instrumento a bordo do telescópio espacial permite-nos identificar e estudar o crescimento das galáxias ao longo do tempo e obter uma imagem mais clara de como a massa estelar se acumula ao longo da história cósmica.”
Os investigadores irão certamente fazer mais observações de todas estas galáxias recentemente observadas, o que, esperançosamente, ajudará a resolver quaisquer questões remanescentes sobre a massa destas galáxias e se a formação estelar foi ou não mais rápida durante o Universo primordial. As novas observações de mais galáxias grandes, mas jovens, levantam a questão de saber se as galáxias são realmente monstros surpreendentes ou ilusões de ótica. De qualquer forma, todas as descobertas levantam novas questões sobre o processo de formação de estrelas e galáxias no Universo primordial.
“Ainda existe aquele sentimento de intriga”, disse Katherine Chworowsky, estudante de pós-graduação da Universidade do Texas em Austin (UT), que liderou o estudo que relatamos em agosto. “Nem tudo é totalmente compreendido. É isso que torna divertido fazer esse tipo de ciência, porque seria um campo terrivelmente chato se um artigo descobrisse tudo ou não houvesse mais perguntas para responder.”
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