Galáxia formada no início do universo desafia compreensão de cientistas

Por Daniele Cavalcante | 21 de Maio de 2020 às 18h00
NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Uma nova galáxia foi encontrada nos limites observáveis da história do nosso universo. De acordo com um artigo publicado na Nature nesta quarta-feira (20), ela surgiu apenas 1,5 bilhão de anos após o Big Bang, ou seja, quando o cosmos tinha apenas 10% de sua idade atual. Além de se assemelhar à Via Láctea em alguns aspectos, a descoberta desafia os modelos atuais e a compreensão dos astrofísicos sobre a formação de galáxias.

Batizada de DLA0817g e apelidada de Disco Wolfe, em homenagem ao falecido astrônomo Arthur Wolfe, a galáxia é o sistema em formato de disco mais distante já observado e gira a 272 quilômetros por segundo, velocidade semelhante à da Via Láctea. Além disso, ela é gigantesca e fornece fortes evidências de que algumas das primeiras galáxias tiveram um começo frio - e isso está intrigando os cientistas.

Nos modelos convencionais de formação galática, elas começam a se aglutinar à medida que o gás se acumula dentro e ao redor de "halos" de matéria escura. Todo esse gás se torna extremamente quente à medida que se afunila no centro da galáxia recém-nascida e leva um tempo até esfriar e começar a formar estrelas. A partir daí, elas formam discos em espiral, semelhante à Via Láctea. E esse é um processo que demora bastante tempo.

Representação artística do Disco Wolfe (Imagem: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello)

Isso significa que discos bem formados como o da galáxia DLA0817g só deveriam existir a partir de 6 bilhões de anos após o Big Bang - ao menos de acordo com o modelo tradicional. De acordo com Marcel Neeleman, principal autor do estudo, “se ela tivesse se formado através da acumulação [de gás] no modo quente, não estaria lá”. Coral Wheeler, astrônoma que estuda a evolução das galáxias na Universidade da Califórnia, concorda. A galáxia fornece "evidências muito fortes de acréscimo [de gás] no modo frio", diz ela.

Neeleman e seus colegas afirmam que essa descoberta mostra que a maior parte da primeira geração de galáxias se formou por acreção no modo frio ou colisões com outras galáxias jovens. No entanto, ainda há algumas perguntas sem resposta. De acordo com Xavier Prochaska, coautor do artigo, "uma das questões que resta é como formar uma massa de gás tão grande, mantendo um disco rotativo relativamente estável".

Buscando galáxias nas sombras

Imagem de rádio do Wolfe Disk, mostra quando o universo tinha apenas 10% da sua idade atual (Imagem: ALMA/M. Neeleman/NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello)

Há muito os pesquisadores discutem se o gás que entra nas galáxias mais antigas é quente ou frio, e parte do problema é a falta de objetos grandes e brilhantes o suficiente que permitam encontrar galáxias primitivas. Por isso, Neeleman e seus colegas decidiram utilizar um método pioneiro de Arthur Wolfe: com o telescópio ALMA, eles buscaram galáxias em frente a quasares, os objetos mais brilhantes conhecidos no universo.

À medida que a luz de um quasar passa através de uma galáxia que está à sua frente, o gás dessa galáxia absorve parte da luz, criando o que Neeleman chama de "sombras". Ao estudar as sombras, os astrônomos puderam acompanhar o movimento de rotação do gás escuro da galáxia DLA0817g. As observações com o Telescópio Espacial Hubble revelaram algumas das estrelas mais brilhantes da galáxia, que os cientistas usaram para estimar que o Disco Wolfe está produzindo uma média de 16 estrelas do tamanho do Sol a cada ano. "Deve ser uma das galáxias de disco mais produtivas do Universo primitivo", disse Prochaska.

Eles também cogitam que encontraram o gás da DLA0817g em um dos filamentos de matéria escura que canalizam gás para o disco Wolfe, e não no centro da galáxia. Isso ainda não pode ser comprovado, mas o gás está muito além da região de formação de estrelas.

Fonte: Scientific American, NRAO

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