Astrônomos que usam o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), do qual o European Southern Observatory (ESO) é parceiro, revelaram uma galáxia extremamente distante e, portanto, muito jovem que se parece surpreendentemente com a nossa Via Láctea. A galáxia está tão distante que sua luz levou mais de 12 bilhões de anos para chegar até nós: nós a vemos como era quando o Universo tinha apenas 1,4 bilhão de anos. Também é surpreendentemente não caótico, teorias contraditórias de que todas as galáxias no início do Universo eram turbulentas e instáveis. Esta descoberta inesperada desafia nossa compreensão de como as galáxias se formam, dando novos insights sobre o passado de nosso Universo.
“Este resultado representa um avanço no campo da formação de galáxias, mostrando que as estruturas que observamos em galáxias espirais próximas e em nossa Via Láctea já existiam 12 bilhões de anos atrás”, disse Francesca Rizzo, Ph.D. estudante do Instituto Max Planck de Astrofísica da Alemanha, que liderou a pesquisa publicada hoje na Nature. Embora a galáxia que os astrônomos estudaram, chamada SPT0418-47, não pareça ter braços espirais, ela tem pelo menos duas características típicas de nossa Via Láctea: um disco giratório e uma protuberância, o grande grupo de estrelas compactado ao redor da galáxia Centro. Esta é a primeira vez que uma protuberância foi vista tão cedo na história do Universo, tornando o SPT0418-47 a mais distante parecida com a Via Láctea.
“A grande surpresa foi descobrir que esta galáxia é na verdade bastante semelhante às galáxias próximas, ao contrário de todas as expectativas dos modelos e observações anteriores, menos detalhadas”, diz o co-autor Filippo Fraternali, do Instituto Astronômico de Kapteyn, Universidade de Groningen na Holanda. No início do Universo, as galáxias jovens ainda estavam em processo de formação, então os pesquisadores esperavam que fossem caóticas e sem as estruturas distintas típicas de galáxias mais maduras, como a Via Láctea.
. A equipe de pesquisa reconstruiu a verdadeira forma da galáxia distante e o movimento de seu gás (à direita) a partir dos dados do ALMA usando uma nova técnica de modelagem por computador. As observações indicam que SPT0418-47 é uma galáxia de disco com uma protuberância central e o material nela gira em torno do centro. O gás que se move para longe de nós é mostrado em vermelho, enquanto o gás que se move na direção do observador é mostrado em azul. Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Rizzo et al.</figcaption></figure></div><hr>
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O estudo de galáxias distantes como SPT0418-47 é fundamental para nossa compreensão de como as galáxias se formaram e evoluíram. Esta galáxia está tão distante que a vemos quando o Universo tinha apenas 10% de sua idade atual, porque sua luz levou 12 bilhões de anos para chegar à Terra. Ao estudá-lo, estamos voltando a uma época em que essas galáxias bebês estavam apenas começando a se desenvolver.
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Como essas galáxias estão muito distantes, observações detalhadas, mesmo com os telescópios mais poderosos, são quase impossíveis, pois as galáxias parecem pequenas e fracas. A equipe superou esse obstáculo usando uma galáxia próxima como uma poderosa lente de aumento – um efeito conhecido como lente gravitacional – permitindo que o ALMA veja o passado distante com detalhes sem precedentes. Neste efeito, a atração gravitacional da galáxia próxima distorce e desvia a luz da galáxia distante, fazendo com que pareça deformada e ampliada.
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A galáxia distante com lentes gravitacionais aparece como um anel de luz quase perfeito ao redor da galáxia próxima, graças ao seu alinhamento quase exato. A equipe de pesquisa reconstruiu a verdadeira forma da galáxia distante e o movimento de seu gás a partir dos dados do ALMA, usando uma nova técnica de modelagem por computador. “Quando vi a imagem reconstruída do SPT0418-47 pela primeira vez, não pude acreditar: um baú do tesouro estava se abrindo”, diz Rizzo.
“O que descobrimos foi bastante intrigante; apesar de formar estrelas em uma taxa alta e, portanto, ser o local de processos altamente energéticos, SPT0418-47 é o disco de galáxia mais bem ordenado já observado no início do Universo”, afirmou a coautora Simona Vegetti, também do Instituto Max Planck de Astrofísica. “Este resultado é bastante inesperado e tem implicações importantes em como pensamos que as galáxias evoluem.” Os astrônomos observam, no entanto, que embora SPT0418-47 tenha um disco e outras características semelhantes às das galáxias espirais que vemos hoje, eles esperam que evolua para uma galáxia muito diferente da Via Láctea e se junte à classe das galáxias elípticas , outro tipo de galáxias que, ao lado das espirais, habitam o Universo hoje.
Esta descoberta inesperada sugere que o Universo primitivo pode não ser tão caótico como se acreditava e levanta muitas questões sobre como uma galáxia bem ordenada poderia ter se formado tão logo após o Big Bang. Esta descoberta do ALMA segue a descoberta anterior, anunciada em maio, de um disco giratório massivo visto a uma distância semelhante. O SPT0418-47 é visto com mais detalhes, graças ao efeito de lente, e tem uma protuberância além de um disco, tornando-o ainda mais semelhante à nossa Via Láctea atual do que aquela estudada anteriormente.
Estudos futuros, incluindo o Extremely Large Telescope do ESO, buscarão descobrir o quão típicas essas galáxias disco ‘bebês’ realmente são e se elas são comumente menos caóticas do que o previsto, abrindo novos caminhos para os astrônomos descobrirem como as galáxias evoluíram.
Publicado em 13/08/2020 12h16
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