Utilizando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, astrônomos observaram o desenvolvimento de uma galáxia peculiar nos primeiros 700 milhões de anos após o Big Bang.
Embora seja cerca de cem vezes menor que a Via Láctea, essa galáxia, denominada JADES-GS+53.18343−27.79097, demonstra um nível surpreendente de evolução. Seu núcleo tem uma alta concentração de estrelas, enquanto as regiões mais distantes têm menor densidade, assemelhando-se à expansão de uma cidade para seus subúrbios, com a formação estelar acelerando nessas áreas periféricas.
Este é o registro mais antigo de um crescimento galáctico de dentro para fora. Antes do Webb, era impossível estudar o desenvolvimento de galáxias tão cedo na história cósmica.
A equipe responsável pela descoberta acredita que analisar outras galáxias semelhantes ajudará a entender como elas evoluem de simples nuvens de gás para as complexas estruturas que conhecemos hoje. Essas descobertas foram publicadas este mês na revista Nature Astronomy.
Observação direta do James Webb confirma previsões teóricas
Compreender a evolução das galáxias ao longo do tempo cósmico é fundamental para a astrofísica. O coautor do estudo Sandro Tacchella, astrônomo do Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, destacou em um comunicado que já havia muitos dados sobre galáxias próximas, no entanto, o Webb permite agora obter informações de bilhões de anos atrás, possibilitando sondar a infância do Universo.
Atualmente, as galáxias crescem de duas maneiras principais: atraindo gás para formar novas estrelas ou fundindo-se com outras galáxias menores. No entanto, como esses processos aconteciam no início do Universo ainda é uma questão em aberto que os cientistas esperam responder com as novas observações.
No início do desenvolvimento galáctico, esperava-se que as galáxias começassem pequenas, à medida que nuvens de gás colapsavam pela gravidade, formando núcleos densos de estrelas e, possivelmente, buracos negros. Com o tempo, essas galáxias crescem à medida que novas estrelas se formam, e o processo se acelera.
Essa galáxia específica, observada pelo Levantamento Extragaláctico Profundo Avançado do JWST (JADES, na sigla em inglês), está em pleno processo de formação estelar. Seu núcleo, apesar de jovem, tem uma densidade semelhante à das galáxias elípticas massivas atuais, que possuem mil vezes mais estrelas. A maior parte da formação estelar acontece nas bordas dessa galáxia, em uma área ainda mais distante do núcleo.
A formação de estrelas está acelerando nas regiões periféricas, espalhando-se à medida que a galáxia cresce. Até então, esse tipo de crescimento tem sido previsto por modelos teóricos, mas agora o Webb permite observá-lo diretamente. Segundo William Baker, coautor da pesquisa e doutorando em Cambridge, essa capacidade de verificar previsões teóricas através de observações diretas é um dos maiores avanços proporcionados pelo telescópio.
Com ele, os pesquisadores puderam analisar a luz emitida pela galáxia em diferentes comprimentos de onda, identificando as idades das estrelas e estimando a taxa de formação estelar. Descobriram que JADES-GS+53.18343−27.79097, muito compacta, duplica sua massa estelar na periferia a cada 10 milhões de anos, um processo muito mais rápido do que o da Via Láctea.
A alta taxa de formação de estrelas e a densidade do núcleo indicam que essa jovem galáxia é rica em gás, essencial para o nascimento de novas estrelas. Essa característica pode refletir as condições diferentes que existiam no início do Universo, levantando novas questões para futuras investigações.