Webb revela que as primeiras galáxias do universo eram uma bagunça caótica
Os astrónomos que utilizaram o Telescópio Espacial James Webb (JWST) obtiveram uma visão mais clara de como as galáxias se fundiram algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang. As suas observações revelam que estas primeiras galáxias eram muito mais irregulares e turbulentas do que as graciosas espirais que vemos hoje em todo o Universo.
Uma equipa liderada por investigadores da Universidade de Cambridge estudou 250 galáxias jovens, que datam de quando o Universo tinha entre 800 milhões e 1,5 mil milhões de anos. Ao rastrear o movimento do gás dentro destes sistemas, descobriram que são mais instáveis, cheios de aglomerados de gás e estrelas, do que os discos suaves e rotativos encontrados em galáxias maduras como a Via Láctea.
Do Caos Cósmico à Ordem
Resultados publicados em Avisos mensais da Royal Astronomical SocietyEles sugerem que as galáxias transitam lentamente de estruturas caóticas para estruturas estáveis à medida que o universo evolui. Nas fases iniciais da história cósmica, a intensa formação estelar e as forças gravitacionais agitaram o gás tão violentamente que muitas galáxias lutaram para se estabelecerem numa rotação estável.
“Não vimos apenas alguns valores discrepantes espetaculares – foi a primeira vez que pudemos ver uma população inteira de uma só vez”, disse a primeira autora, Lola Danhive, do Instituto Kavli de Cosmologia de Cambridge. “Vimos um enorme contraste: algumas galáxias estão a começar a estabelecer-se num ciclo organizado, mas a maioria ainda é caótica, exalando gás e movendo-se em todas as direções”.
Para estudar estas galáxias distantes, os investigadores usaram o instrumento NIRCam do JWST num “modo crism” especial que regista a luz fraca do gás hidrogénio ionizado. Danhaive desenvolveu um novo software para decodificar os dados complexos, combinando-os com imagens de outras sondas JWST para rastrear como o gás se move dentro de cada galáxia.
“Resultados anteriores sugeriram que discos massivos e bem ordenados se formam muito cedo, o que não é o caso dos nossos modelos”, disse o co-autor Dr. Sandro Tacchella do Instituto Kavli e do Laboratório Cavendish. “Mas ao observar centenas de galáxias com massas estelares baixas, em vez de uma ou duas, vemos o panorama geral, e é mais consistente com a teoria. As primeiras galáxias eram mais turbulentas, menos estáveis, e cresceram através de fusões frequentes e explosões de formação estelar.”
Conectando Eras Cósmicas
“Este trabalho ajuda a diminuir a distância entre a época da reionização e o chamado meio-dia cósmico, quando a formação estelar atingiu o pico”, disse Danhive, que também é afiliado ao Observatório Cavendish. “Mostra como os blocos de construção das galáxias mudam gradualmente de aglomerados caóticos para estruturas ordenadas, e como galáxias como a Via Láctea se formam.”
O estudo destaca como o JWST permite aos astrônomos estudar a dinâmica interestelar com detalhes sem precedentes. Pesquisas futuras combinarão estas descobertas com observações de gás frio e poeira para desenvolver uma compreensão mais completa de como as primeiras galáxias do Universo se uniram.
“Este é apenas o começo”, disse Tachella. “Com mais dados, podemos acompanhar como estes sistemas turbulentos se desenvolveram e se tornaram nas belas espirais que vemos hoje.”
A pesquisa foi apoiada pela Royal Society, pela União Europeia e pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (STFC), parte da Pesquisa e Inovação do Reino Unido (UKRI). JWST é uma colaboração internacional entre NASA, ESA e a Agência Espacial Canadense (CSA). Os dados foram coletados pelo JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Sandro Tacchella é Fellow do St Edmund’s College, Cambridge, e Lola Tanhive é estudante de doutorado no Center for Doctoral Training (CDT) em Data Intensive Science.
