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Três “monstros vermelhos” recém-identificados, descobertos pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) estão oferecendo novos insights sobre o estado do universo primitivoe complicando ainda mais nossas ideias aceitas sobre como as galáxias são formadas.
As últimas descobertas envolvem três galáxias ultramassivas, cada uma comparável em tamanho a a Via Lácteaque já haviam atingido seu tamanho monstruoso nos primeiros bilhões de anos em que o universo existiu após o Big Bang. A descoberta, feita por uma equipa internacional liderada por Stijn Wuyts, da Universidade de Bath, no Reino Unido, dá ainda mais peso à ideia de que os nossos modelos atuais relativos à formação de galáxias ainda estão longe de estar completos.
É tudo uma questão de linhas de emissão
A descoberta foi resultado do novo programa JWST First Reionization Epoch Spectroscopically Complete Observation (FRESCO), que está coletando informações sobre as distâncias e massas estelares de galáxias com linhas de emissão, coletando dados de observações espectroscópicas profundas no infravermelho próximo. Essas galáxias produzem linhas específicas nos espectros de luz que geram, cada uma das quais se destaca em comprimentos de onda específicos.
Com base nas suas observações, a equipa foi capaz de calcular as distâncias destas galáxias e os comprimentos de onda das suas linhas de emissão na sua amostra, o que revelou informações detalhadas sobre o número de estrelas que cada galáxia continha.
“Monstros Vermelhos” no Limite do Universo
A partir destas medições, a equipa afirma que três galáxias particularmente monstruosas começaram a destacar-se entre outras que analisaram.
Algo que a equipa de investigação achou particularmente invulgar envolveu a forma como se espera que vários processos amplamente aceites na evolução galáctica imponham restrições aos processos estelares, como a forma como os gases que contêm são utilizados na formação de estrelas ao longo do tempo.
“Muitos processos na evolução das galáxias têm uma tendência a introduzir um passo limitante na eficiência com que o gás pode converter-se em estrelas,” disse o Professor Wuyts, co-autor de um novo estudo que detalha as descobertas da sua equipa.
“[Y]E de alguma forma esses Monstros Vermelhos parecem ter escapado rapidamente da maioria desses obstáculos”, acrescentou.
De acordo com Wuyts, a descoberta de três galáxias “monstros” como esta foi intrigante para a equipe, visto que até recentemente, acreditava-se que a formação galáctica ocorria dentro do que os astrofísicos comparam a “halos” de matéria escura que capturam gases cósmicos sob a influência de sua gravidade. , permitindo que cerca de um quinto deste material se acumule em estruturas celestes ao longo do tempo.
Visões desafiadoras sobre a formação de galáxias
Ao contrário desta visão aceita sobre a formação de galáxias, a descoberta desses “monstros vermelhos”, originários de um período no universo que os astrônomos não esperavam desafiar essas visões tradicionais, e parece apontar para processos desconhecidos que lhes permitiram crescer muito mais rápido do que esperado.
Tal como acontece com muitas descobertas recentes, as imagens notáveis tornadas possíveis pelo JWST foram o que permitiu a Wuyts e à equipa observar os confins do universo conhecido e observar estas galáxias massivas. Além da incrível distância da Terra, cada uma das galáxias também é obscurecida principalmente por poeira que as protege da visão quando observada em comprimentos de onda normais de luz.
Com a ajuda do NIRCam do JWST, estas três enormes galáxias vermelhas foram reveladas com detalhes sem precedentes durante o rastreio FRESCO, mostrando uma série de corpos celestes que parecem estar a formar estrelas quase o dobro, bem como outras galáxias mais pequenas do mesmo período.
Apelidadas de três Monstros Vermelhos, o nome dado a estas galáxias tem menos a ver com o seu tamanho do que com as grandes quantidades de poeira que as rodeiam, o que contribui para a sua aparência avermelhada distinta nas novas imagens do Webb.
“As propriedades massivas destes Monstros Vermelhos dificilmente foram determinadas antes do JWST, pois são opticamente invisíveis devido à atenuação da poeira”, disse o Dr. David Elbaz, colaborador da nova investigação.
Novos desafios para ideias antigas sobre cosmologia
Embora nada nas observações da equipa entre necessariamente em conflito com o modelo padrão, Wuyts e a equipa reconhecem, no entanto, que as imagens do JWST apresentam certos desafios para os astrónomos.
“Já em seus primeiros anos de operação, o JWST nos lançou alguns obstáculos”, admite Wuyts. “Em mais de uma maneira, [JWST] mostrou-nos que algumas galáxias amadurecem rapidamente durante os primeiros capítulos da história cósmica.”
Fundamentalmente, as observações da equipa destes monstros cósmicos nos limites do nosso Universo estão a ajudar a mudar os nossos modelos de evolução galáctica actualmente aceites.
“As nossas descobertas estão a remodelar a nossa compreensão da formação de galáxias no Universo primordial,” disse o Dr. Mengyuan Xiao, investigador de pós-doutoramento na UNIGE e autor principal do novo estudo da equipa.
“Estes resultados indicam que as galáxias do Universo primordial poderiam formar estrelas com uma eficiência inesperada”, acrescentou Xiao.
“À medida que estudamos estas galáxias com mais profundidade, elas oferecerão novas informações sobre as condições que moldaram as primeiras épocas do Universo.”
“Os Monstros Vermelhos são apenas o começo de uma nova era na nossa exploração do Universo primordial”, disse Xiao.
A equipe novo artigo“Formação acelerada de galáxias ultramassivas nos primeiros bilhões de anos”, apareceu em Natureza em 13 de novembro de 2024.
Micah Hanks é o editor-chefe e cofundador do The Debrief. Ele pode ser contatado por e-mail em micah@thedebrief.org. Acompanhe seu trabalho em micahhanks.com e em X: @MicahHanks.
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