Em nosso universo de 13,8 bilhões de anos, a maioria das galáxias como a Via Láctea se forma gradualmente, atingindo sua grande massa relativamente tarde. Mas uma nova descoberta feita com o Atacama Large Millimeter / submilimeter Array (ALMA) de uma galáxia de disco rotativo massiva, vista quando o universo tinha apenas dez por cento de sua idade atual, desafia os modelos tradicionais de formação de galáxias. Esta pesquisa foi publicada em 20 de maio de 2020 na revista Nature.
O Galaxy DLA0817g, apelidado de Disco Wolfe em homenagem ao falecido astrônomo Arthur M. Wolfe, é a galáxia de disco rotativo mais distante já observada. O poder incomparável do ALMA tornou possível ver essa galáxia girando a 272 quilômetros por segundo, semelhante à nossa Via Láctea.
“Embora estudos anteriores sugerissem a existência dessas galáxias em disco ricas em gás e rotativas, graças ao ALMA, agora temos evidências inequívocas de que elas ocorrem a partir de 1,5 bilhão de anos após o Big Bang”, disse o principal autor Marcel Neeleman, do Max Planck. Instituto de Astronomia em Heidelberg, Alemanha.
Como se formou o disco Wolfe?
A descoberta do Wolfe Disk oferece um desafio para muitas simulações de formação de galáxias, que prevêem que galáxias massivas, neste ponto da evolução do cosmos, cresceram através de muitas fusões de galáxias menores e aglomerados quentes de gás.
“A maioria das galáxias que encontramos no início do universo parecem destroços de trem porque foram submetidas a uma fusão consistente e muitas vezes “violenta”, explicou Neeleman. “Essas fusões a quente dificultam a formação de discos rotativos a frio bem ordenados, como observamos em nosso universo atual”.
Na maioria dos cenários de formação de galáxias, as galáxias só começam a mostrar um disco bem formado cerca de 6 bilhões de anos após o Big Bang. O fato de os astrônomos encontrarem uma galáxia desse tipo de disco quando o universo tinha apenas dez por cento de sua idade atual indica que outros processos de crescimento devem ter dominado.
“Acreditamos que o Wolfe Disk tenha crescido principalmente através do acúmulo constante de gás frio”, disse J. Xavier Prochaska, da Universidade da Califórnia, Santa Cruz e co-autor do artigo. “Ainda assim, uma das questões que resta é como montar uma massa de gás tão grande, mantendo um disco rotativo relativamente estável”.
Formação estelar
A equipe também usou a Matriz Muito Grande Karl G. Jansky (VLA) da National Science Foundation e o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA para aprender mais sobre a formação de estrelas no Disco Wolfe. Nos comprimentos de onda do rádio, o ALMA analisou os movimentos e a massa de gás atômico e poeira da galáxia, enquanto o VLA media a quantidade de massa molecular – o combustível para a formação de estrelas. À luz UV, o Hubble observou estrelas massivas. “A taxa de formação de estrelas no disco Wolfe é pelo menos dez vezes maior do que em nossa própria galáxia”, explicou Prochaska. “Deve ser uma das galáxias de disco mais produtivas do universo primitivo”.
Uma galáxia ‘normal’
O Wolfe Disk foi descoberto pela ALMA em 2017. Neeleman e sua equipe encontraram a galáxia quando examinaram a luz de um quasar mais distante. A luz do quasar foi absorvida ao passar por um enorme reservatório de gás hidrogênio ao redor da galáxia – e foi assim que ela se revelou. Em vez de procurar luz direta de galáxias extremamente brilhantes, mas mais raras, os astrônomos usaram esse método de “absorção” para encontrar galáxias mais fracas e mais “normais” no universo primitivo.
“O fato de termos encontrado o disco Wolfe usando esse método nos diz que ele pertence à população normal de galáxias presentes nos primeiros tempos”, disse Neeleman. “Quando nossas mais recentes observações com o ALMA mostraram surpreendentemente que ele está girando, percebemos que as galáxias em disco rotativo inicial não são tão raras quanto pensávamos e que deveria haver muito mais por aí”.
“Esta observação resume como nossa compreensão do universo é aprimorada com a sensibilidade avançada que o ALMA traz à radioastronomia”, disse Joe Pesce, diretor do programa de astronomia da National Science Foundation, que financia o telescópio. “O ALMA nos permite fazer descobertas novas e inesperadas em quase todas as observações”.
Publicado em 21/05/2020 08h22
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