O telescópio James Webb detecta a galáxia ‘morta’ mais antiga do universo conhecido – e sua morte pode desafiar a cosmologia

Uma imagem do Telescópio Espacial James Webb destacando JADES-GS-z7-01-QU, a galáxia “morta” mais antiga já observada (Crédito da imagem: Colaboração JADES)

doi.org/10.1038/s41586-024-07227-0
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#Galáxia 

Astrônomos, usando o Telescópio Espacial James Webb, descobriram a galáxia “morta” mais antiga já vista – mas o cadáver cósmico deixou os cientistas intrigados, pois desafia a explicação do nosso conhecimento atual do cosmos primitivo.

A galáxia interrompeu repentina e misteriosamente a formação de estrelas quando o universo tinha apenas 700 milhões de anos, quando inúmeras estrelas estavam nascendo graças a uma abundância de gás e poeira cristalinos em outras partes do universo.

A galáxia, chamada JADES-GS-z7-01-QU e descrita em um artigo publicado na quarta-feira (6 de março) na revista Nature, fornece aos astrônomos uma visão dos fundamentos indescritíveis da evolução das galáxias em um universo primordial, incluindo por que as galáxias param formando novas estrelas e se as forças que impulsionam suas explosões estelares se alteram ao longo das épocas.

“As galáxias precisam de um rico suprimento de gás para formar novas estrelas, e o universo primitivo era como um bufê à vontade”, disse o principal autor do estudo, Tobias Looser, pesquisador do Instituto Kavli de Cosmologia da Universidade de Cambridge, Cambridge ( KICC), disse em um comunicado.

Os modelos atuais não conseguem explicar como é que a galáxia recém-descoberta não só tomou forma em menos de bilhões de anos após o Big Bang, mas também encerrou a sua fábrica estelar tão rapidamente. “Só mais tarde no universo é que [geralmente] começamos a ver as galáxias pararem de formar estrelas”, disse o coautor do estudo Francesco D’Eugenio, também pesquisador do KICC, no comunicado. Em comparação, um punhado de outras galáxias “mortas” encontradas noutros locais parecem ter parado de formar novas estrelas quando o Universo tinha cerca de 3 bilhões de anos, disseram os investigadores.

“Tudo parece acontecer de forma mais rápida e dramática no universo primitivo”, acrescentou Looser. “E isso pode incluir galáxias que passam de uma fase de formação estelar para uma fase dormente ou extinta.”

Para descobrir o JADES-GS-z7-01-QU, Looser e os seus colegas usaram a poderosa visão infravermelha do James Webb para perscrutar através do espesso véu de poeira que obscurecia os primeiros objetos do Universo. Além de ser a galáxia “morta” ou “extinta” mais antiga observada até agora, a galáxia recém-descoberta também é muitas vezes mais leve do que outras galáxias similarmente inativas anteriormente encontradas no universo primitivo.

Algumas galáxias primitivas parecem ter perdido o seu gás de formação estelar devido à radiação intensa de buracos negros hiperativos, como o quasar J2054-0005 visto apenas 900 milhões de anos após o Big Bang na ilustração deste artista. (Crédito da imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)))

Os dados do James Webb sugerem que a galáxia formou estrelas intensamente durante algo entre 30 milhões e 90 milhões de anos antes de se desligar rapidamente, embora ainda não se saiba exatamente o que a terminou. Os astrônomos conhecem alguns fatores diferentes que podem retardar ou extinguir a formação de estrelas. Por exemplo, a turbulência dentro de uma galáxia, como a radiação emitida por um buraco negro supermassivo, pode empurrar o gás para fora da galáxia e privá-la do reservatório de gás do qual depende para formar estrelas. Outra possibilidade intrigante é que os arredores da galáxia na altura não reabastecessem suficientemente o reservatório de gás consumido pelas estrelas em nascimento, levando a um défice de material de formação estelar.

No entanto, “não temos certeza se algum desses cenários pode explicar o que vimos agora com o James Webb”, disse o coautor do estudo Roberto Maiolino, astrofísico do KICC, no comunicado. Os modelos atuais baseados no universo moderno são incapazes de explicar as propriedades do JADES-GS-z7-01-QU, sugerindo que “podem precisar ser revisadas”, disse Maiolino.

Outra possível explicação para a dormência da nova galáxia poderia ser que “as galáxias no início do universo ‘morrem’ e depois voltam à vida”, disse D’Eugenio. No entanto, pesquisas anteriores de galáxias “mortas” de quando o universo tinha cerca de 3 bilhões de anos – uma época de seu nascimento estelar mais prolífico – sugeriram que tais galáxias “mortas” não podem rejuvenescer, mesmo por meio de fusões com galáxias próximas, que em vez disso servem apenas para ” infle-os.

“Precisaremos de mais observações para nos ajudar a descobrir isso”, disse D’Eugenio.


Publicado em 08/03/2024 00h18

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