Os astrónomos que trabalham com o JWST encontraram uma galáxia anã que não procuravam. Está a cerca de 98 milhões de anos de distância, não tem vizinhos e estava no fundo de uma imagem de outras galáxias. Esta galáxia isolada mostra falta de atividade de formação estelar, o que é muito incomum para uma anã isolada.
A maioria das galáxias anãs isoladas formam estrelas, de acordo com uma riqueza de observações. O que há de diferente neste?
O programa de observação PEARLS (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science) do JWST tem como objetivo compreender a época da montagem de galáxias, o crescimento do núcleo galáctico ativo (AGN) e a Primeira Luz. Como parte do seu trabalho, observou um aglomerado de galáxias chamado CLG1212. A galáxia anã isolada, chamada PEARLSDG, foi encontrada por acaso.
A descoberta está em uma nova pesquisa publicada no The Astrophysical Journal Letters. Seu título é “PÉROLAS: Uma galáxia anã quiescente potencialmente isolada com uma ponta do ramo gigante vermelho com distância de 30 Mpc.” O autor principal é Tim Carleton, cientista pesquisador assistente da Arizona State University.
As galáxias anãs contêm muito menos estrelas do que galáxias como a nossa Via Láctea. Ninguém sabe ao certo quantas estrelas existem exatamente na Via Láctea. Mas estimativas bem fundamentadas apontam para um número superior de cerca de 400 mil milhões. Em contraste, galáxias anãs como PEARLSDG contêm até cerca de 100 milhões de estrelas.
Além da falta de formação estelar, o PEARLSDG é incomum por outro motivo. O JWST é capaz de discernir indivíduos estrelas do ramo gigante vermelho (RGB) na galáxia anã porque as estrelas são brilhantes nos comprimentos de onda observados pelo JWST. Está quase demasiado longe para o JWST ver as estrelas, por isso a PEARLSDG é uma das galáxias mais distantes onde podemos ver estrelas individuais.
Ser capaz de ver estrelas individuais do ramo gigante vermelho (RGB) torna o estudo da galáxia anã muito mais fácil. As estrelas RGB têm um brilho intrínseco específico, e isso significa que os astrônomos por trás da descoberta podem medir a distância da galáxia: cerca de 98 milhões de anos-luz de distância. Eles também podem medir a idade das estrelas, mostrando que a população estelar PEARLSDG é mais velha. Se ainda estivesse formando estrelas, algumas estrelas seriam muito mais jovens.
Os investigadores escrevem que a galáxia anã não forma uma estrela há pelo menos mil milhões de anos. Parte da evidência está na falta de energia UV na galáxia. Estrelas jovens emitem raios UV poderosos, mas o PEARLSDG exibe apenas baixos níveis de radiação UV. “Consistente com o seu baixo nível de emissão UV e a falta de linhas de emissão no seu espectro, encontramos um sSFR muito baixo, sugerindo que a sua formação estelar foi interrompida há mais de 1 Gir”, explicam os investigadores.
Quando uma galáxia deixa de formar estrelas, ela é chamada de galáxia quiescente. Numa galáxia quiescente, o fornecimento de gás utilizado na formação estelar foi extinto. Geralmente é causado por outra galáxia vizinha que interagiu com a galáxia quiescente para interromper a formação de estrelas. De alguma forma, a interação retirou o gás da galáxia quiescente ou interrompeu o fluxo de gás.
Mas o PEARLSDG não tem vizinhos próximos.
“Esses tipos de galáxias anãs quiescentes isoladas nunca foram vistas antes, exceto em relativamente poucos casos. Não se espera que existam, dada a nossa compreensão atual da evolução das galáxias, por isso o facto de vermos este objeto ajuda-nos a melhorar as nossas teorias sobre a formação de galáxias,” disse o autor principal, Carleton. “Geralmente, as galáxias anãs que existem sozinhas continuam a formar novas estrelas.”
As interações com outras galáxias podem causar extinção através remoção de maré. O mesmo pode acontecer com outros efeitos ambientais, como remoção de pressão de aríete e estrangulamento. Mas também existem outras causas, embora os astrónomos ainda estejam a trabalhar para as compreender. “No entanto, observações recentes de um grande número de galáxias ultradifusas levaram ao desenvolvimento de mecanismos internos de extinção, como um feedback forte”, afirmam os investigadores. Num feedback forte, a energia poderosa das estrelas maiores e mais brilhantes pode eliminar o gás necessário para a formação de novas estrelas.
Apesar do facto de o PEARLSDG não ter vizinhos próximos, os autores são cautelosos nas suas conclusões. “Independentemente disso, não podemos descartar completamente as interações passadas com outras galáxias que podem ter afetado a sua história de formação”, escrevem. “No entanto, a velocidade recessiva e a distância de luminosidade do PEARLSDG são consistentes com o fato de estar no Fluxo do Hubble, e não há assinaturas visíveis de interações de marés.”
O Fluxo de Hubble é o que faz com que as galáxias se afastem umas das outras à medida que o Universo se expande. Algumas galáxias interagem e até se fundem apesar da expansão porque outras forças agiram sobre elas. Mas não há indicação de que algo tenha interagido com a galáxia anã que possa ter extinguido a sua formação estelar.
Quando as galáxias interagem umas com as outras, as forças das marés distorcem as suas formas e podem criar caudas e fluxos de gás, poeira e estrelas esticados. Mas o PEARLSDG não apresenta nenhum destes sintomas. É uma galáxia anã de formato normal e bastante indescritível.
Descobertas como esta fazem os astrónomos fazerem uma pausa e reconsiderarem os seus modelos de evolução galáctica. Mas é provável que o JWST encontre mais galáxias anãs isoladas e inativas. À medida que mais forem observados, as coisas ficarão mais claras e, eventualmente, haverá uma explicação.
“Uma análise mais detalhada da história da formação estelar do PEARLSDG e da dinâmica do PEARLSDG em relação aos seus arredores é necessária para compreender melhor a sua história de formação, mas esta descoberta sugere a possibilidade de que muitas galáxias quiescentes isoladas estejam à espera de serem identificadas e que o JWST tenha as ferramentas para fazer isso”, escrevem os pesquisadores.
Mas, por enquanto, é apenas mais um mistério no cosmos.
“Isso foi absolutamente contra as expectativas das pessoas para uma galáxia anã como esta”, disse Carleton.
