Astrônomos encontraram água em galáxia a 12,8 bilhões de anos-luz

Uma equipe de cientistas liderados por Sreevani Jarugula, astrônomo da University of Illinois, analisou a galáxia SPT0311-58 com o telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Eles conseguiram detectar água e monóxido de carbono em abundância por lá, o que sugere que o universo molecular estava em um processo de desenvolvimento e fortalecimento no período após as estrelas primordiais formarem elementos. Além de este ser o estudo mais detalhado do gás molecular presente em uma galáxia do universo primordial, esta foi a detecção mais distante de água em uma galáxia que forma estrelas regularmente.

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Localizada a 12,8 bilhões de anos-luz da Terra, a SPT0311-58 foi observada pela primeira vez pelos cientistas do ALMA em 2017, enquanto estava na Época da Reionização, ocorrida em um momento em que o universo tinha apenas 780 milhões de anos — ou seja, 5% da idade que tem atualmente. Naquela época, as primeiras estrelas e galáxias estavam sendo formadas, tanto que a SPT0311-58 é, na verdade, uma galáxia formada por duas, e os cientistas acreditam que elas estão em um processo de fusão.

Os processos de formação estelar delas estão consumindo o gás que seria o combustível para dar origem a novas estrelas e, em algum momento, isso poderá transformar a dupla em duas grandes galáxias elípticas e massivas, como aquelas no universo local. Graças às observações do gás molecular conduzidas pelo ALMA, foi possível detectar as moléculas de monóxido de carbono e água, formadas por elementos de primeira geração. “Esta galáxia é a mais massiva conhecida atualmente com desvio para o vermelho, ou no momento em que o universo ainda era muito jovem”, explicou Jarugula.

Como ela tem mais gás e poeira que outras galáxias no universo, esta galáxia proporciona algumas oportunidades interessantes para a observação da quantidade de moléculas presentes por lá, além de ajudar os astrônomos a entender também como esses elementos necessários para o surgimento da vida afetaram o desenvolvimento do universo primordial. Por exemplo, considere a água: depois do hidrogênio e monóxido de carbono moleculares, a água é a terceira molécula mais abundante no universo, e as emissões vindas das moléculas d’água podem ser observadas pelos cientistas.

Isso porque a poeira absorve a radiação ultravioleta das estrelas da galáxia, que depois é emitida como fótons de luz infravermelha. “Isso causa agitação nas moléculas de água, criando as emissões que os cientistas conseguem observar — neste caso, isso nos ajudou a detectar as emissões de água nessa galáxia massiva”, disse o autor. “Essa correlação pode ser usada para desenvolver a água como um vestígio da formação estelar, que pode depois ser aplicada a galáxias em uma escala cosmológica”.

Assim, o estudo mostrou até onde a água pode existir no universo, trazendo também novas perguntas relacionadas à quantidade de gás e poeira que podem ter sido unidos para formar estrelas e galáxias em uma etapa tão inicial do universo. “Para responder isso, são necessários novos estudos de galáxias formadoras de estrelas e outras semelhantes para conseguirmos um melhor entendimento da formação estrutural e evolução do universo primordial”, concluiu.

O artigo com os resultados do estudo foi aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal e pode ser acessado na versão pré-print, ainda sem revisão de pares, no repositório arXiv.

Fonte: ALMA