James Webb vê galáxia “invertida” que expande ao contrário

Usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA, os 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, esta galáxia, denominada JADES-GS+53.18343−27.79097, demonstra um nível surpreendente de evolução. Seu núcleo apresenta alta concentração de estrelas, enquanto as regiões mais distantes apresentam menor densidade, assemelhando-se à expansão de uma cidade para seus subúrbios, com a formação de estrelas acelerando nessas áreas periféricas.

Este é o registro mais antigo de crescimento galáctico de dentro para fora. Antes de Webb, era impossível estudar o desenvolvimento das galáxias tão cedo na história cósmica.

A equipe responsável pela descoberta acredita que a análise de outras galáxias semelhantes ajudará a entender como elas evoluem de simples nuvens de gás até as estruturas complexas que conhecemos hoje. Essas descobertas foram publicadas este mês na revista Astronomia da Natureza.

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A observação direta de 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 uma declaração Embora já existissem muitos dados sobre galáxias próximas, o Webb permite-nos agora obter informações de milhares de milhões de anos atrás, tornando possível 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 estes processos aconteceram no Universo primordial 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 sob a gravidade, formando núcleos densos de estrelas e, possivelmente, buracos negros. Com o tempo, estas galáxias crescem à medida que novas estrelas se formam e o processo acelera.

Esta galáxia específica, observada pelo JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), está em processo de formação estelar. Seu núcleo, apesar de jovem, tem densidade semelhante à das atuais galáxias elípticas massivas, que possuem mil vezes mais estrelas. A maior parte da formação estelar ocorre nas bordas desta galáxia, numa área ainda mais distante do núcleo.

A formação estelar está a acelerar nas regiões periféricas, espalhando-se à medida que a galáxia cresce. Até então, este tipo de crescimento era previsto por modelos teóricos, mas agora Webb permite-nos observá-lo diretamente. Segundo William Baker, coautor da pesquisa e doutorando em Cambridge, essa capacidade de verificar previsões teóricas por meio de observações diretas é um dos maiores avanços proporcionados pelo telescópio.

Com ele, os pesquisadores conseguiram analisar a luz emitida pela galáxia em diferentes comprimentos de onda, identificando as idades das estrelas e estimando a taxa de formação estelar. Eles descobriram que o muito compacto JADES-GS+53.18343−27.79097 duplica a sua massa estelar na periferia a cada 10 milhões de anos, um processo muito mais rápido do que o da Via Láctea.

A elevada taxa de formação estelar e a densidade do núcleo indicam que esta jovem galáxia é rica em gás, essencial para o nascimento de novas estrelas. Esta característica pode refletir as diferentes condições que existiam no início do Universo, levantando novas questões para futuras investigações.