Astrônomos fizeram a descoberta de oxigênio e elementos como metais pesados na galáxia mais distante conhecida. A galáxia está a 13,4 bilhões de anos-luz de distância, o que significa que se formou nos primeiros dias do universo. Os astrônomos acreditam que o big bang, que criou o universo, aconteceu há 13,8 bilhões de anos.
A galáxia distante, anormalmente grande e luminosa, chamada JADES-GS-z14-0, foi detectada inicialmente em janeiro de 2024 usando o Telescópio Espacial James Webb, que observa o universo em luz infravermelha invisível ao olho humano.
O observatório espacial pôde efetivamente olhar de volta no tempo para o início de uma era misteriosa chamada Amanhecer Cósmico, ou as primeiras centenas de milhões de anos após o big bang, quando as primeiras galáxias nasceram, porque ele pode observar a luz que viajou por bilhões de anos pelo espaço até a Terra.
A luz do JADES-GS-z14-0 levou 13,4 bilhões de anos para chegar ao nosso canto do universo, então Webb e outros observatórios como o Alma, ou o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array no Deserto do Atacama, no Chile, estão vendo a galáxia como ela era quando o universo tinha apenas cerca de 300 milhões de anos.
Quando os astrônomos usaram o Alma para dar continuidade às observações iniciais de Webb, eles ficaram surpresos ao descobrir a presença de oxigênio e metais pesados, porque sua presença sugere que as galáxias se formaram mais rapidamente do que o esperado nos primeiros dias do universo.
Os resultados das detecções do observatório foram publicados nesta quinta-feira (20) em estudos separados no The Astrophysical Journal e Astronomy & Astrophysics.
“É como encontrar um adolescente onde você só esperaria bebês”, disse Sander Schouws, autor principal do estudo do The Astrophysical Journal e candidato a doutorado no Observatório de Leiden na Universidade de Leiden, na Holanda, em uma declaração.
“Os resultados mostram que a galáxia se formou muito rapidamente e também está amadurecendo rapidamente, somando-se a um crescente corpo de evidências de que a formação de galáxias acontece muito mais rápido do que o esperado.”
O fato de JADES-GS-z14-0 estar carregado de elementos pesados está fazendo com que os astrônomos questionem como algumas das primeiras galáxias realmente eram — e quantas outras eles podem encontrar usando Webb e ALMA.
Vários aspectos do JADES-GS-z14-0, incluindo seu grande tamanho e brilho, provaram ser inesperados. Como Webb pesquisou 700 galáxias distantes, esta acabou sendo a terceira mais brilhante, apesar de ser a mais distante, disse Schouws. Mas espera-se que as galáxias mais antigas sejam menores e mais fracas porque o universo era muito menor na época.
“Em geral, galáxias tão antigas no universo são muito diferentes das famosas galáxias que conhecemos das belas imagens do Hubble e do JWST”, disse Schouws em um e-mail. “Elas são muito mais compactas, ricas em gás e confusas/desordenadas. As condições são mais extremas porque muitas estrelas estão se formando rapidamente em um pequeno volume.”
As galáxias geralmente começam a partir de enormes nuvens de gás que colapsam e giram, enchendo-se de estrelas jovens que são na maioria feitas de elementos leves, como hélio e hidrogênio.
À medida que as estrelas evoluem ao longo do tempo, elas criam elementos mais pesados, como oxigênio e metais, que se dispersam pela galáxia à medida que as estrelas explodem no final de sua vida útil. Por sua vez, os elementos liberados por estrelas moribundas levam à formação de mais estrelas, bem como dos planetas que as orbitam.
Mas nada sobre JADES-GS-z14-0 se encaixa nesse modelo. Em vez disso, a galáxia contém 10 vezes mais elementos pesados do que o esperado, disseram os autores do estudo.
“Tais elementos são produzidos por estrelas massivas e a abundância de oxigênio sugere que várias gerações de estrelas massivas já nasceram e morreram”, disse o Dr. Stefano Carniani, professor assistente na Scuola Normale Superiore de Pisa, na Itália, e autor principal do estudo Astronomy & Astrophysics, em uma declaração.
“Em conclusão, (JADES-GS-z14-0) é mais maduro do que o esperado e esses resultados implicam que a primeira geração de galáxias reuniu sua massa muito rapidamente.”
