Duas equipas de astrónomos detetaram oxigénio na galáxia mais distante alguma vez observada, a JADES-GS-z14-0. A descoberta sugere que esta galáxia amadureceu muito mais depressa do que se esperava: é como encontrar uma adolescente onde só se esperariam bebés.
Novas observações de duas equipas diferentes de astrónomos mostram que há oxigénio na galáxia JADES-GS-z14-0, a mais distante alguma vez encontrada.
A antiga galáxia, formada no início do Universo, foi descoberta no ano passado pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA.
A luz desta galáxia ancestral demorou mais de 13,4 mil milhões de anos a chegar ao nosso sistema solar, o que significa que estamos a ver JADES-GS-z14-0 tal como era quando o Universo tinha 290 milhões de anos —cerca de 2% do seu tempo de vida.
JADES-GS-z14-0 já tinha deixado os astrónomos e os cosmólogos intrigados. É uma galáxia muito grande e brilhante, o que suscita questões sobre como é que estruturas tão grandes se podem ter formado apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, nota a Cosmos Magazine.
Agora, um artigo publicado na Astronomy & Astrophysics e um outro estudo, publicado no Astrophysical Journal, sugerem que vai ser necessário atualizar as as teorias sobre a evolução das galáxias atualmente aceites pela comunidade científica.
Os dois estudos mostram vestígios de oxigénio na JADES-GS-z14-0 com base em dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile, o que torna a galáxia mais madura do ponto de vista químico do que os astrofísicos esperariam nesta altura da vida do Universo.
Quando o Universo se formou, apenas os elementos mais — hidrogénio, hélio e lítio — se formaram a partir da ligação de protões e neutrões num núcleo atómico e da captura de eletrões.
Já os elementos mais pesados, como é o caso do oxigénio, só se formaram após a fusão nuclear nos núcleos das estrelas, que depois morreram em explosões de supernovas.
As galáxias começam normalmente as suas vidas cheias de estrelas jovens, que são feitas principalmente de elementos leves. À medida que as estrelas evoluem, criam os elementos mais pesados, que se dispersam pela galáxia que as acolhe depois de morrerem.
Os investigadores pensavam que, com 300 milhões de anos, o Universo era ainda demasiado jovem para ter galáxias repletas de elementos pesados. No entanto, os dois estudos ALMA indicam que JADES-GS-z14-0 tem cerca de 10 vezes mais elementos pesados do que o esperado.
Encontrar oxigénio numa galáxia menos de 300 milhões de anos após o nascimento do Universo sugere que estes processos estavam em curso há muito mais tempo do que os cosmólogos previam.
“É como encontrar uma adolescente onde só se esperariam bebés“, diz o primeiro autor do artigo do Astrophysical Journal, Sander Schouws, candidato a doutoramento no Observatório de Leiden, nos Países Baixos.
“Os resultados mostram que a galáxia se formou muito rapidamente e está também a amadurecer rapidamente, acrescentando a um conjunto crescente de provas de que a formação de galáxias acontece muito mais depressa do que se esperava.”
“Embora a galáxia tenha sido originalmente descoberta com o Telescópio Espacial James Webb, foi necessário o ALMA para confirmar e determinar com precisão a sua enorme distância”, diz o professor Rychard Bouwens, membro da equipa do Observatório de Leiden.
“Isto mostra a incrível sinergia entre o ALMA e o JWST para revelar a formação e evolução das primeiras galáxias”, acrescenta o investigador, em comunicado publicado pelo ESO — European Southern Observatory.
O autor principal do artigo da Astronomy & Astrophysics, Stefano Carniani, da Scuola Normale Superiore de Pisa, Itália, mostrou-se “espantado” com os resultados inesperados, porque abriram uma nova perspetiva sobre as primeiras fases da evolução das galáxias.
A descoberta da longínqua galáxia tinha já levantado questões e intrigado os astrónomos, uma vez que a quantidade de luz estelar detetada implicava que a galáxia teria várias centenas de milhões de vezes a massa do Sol.
As imagens mostravam que a fonte de luminosidade que tinha sido encontrada teria mais de 1600 anos-luz de diâmetro, sendo portanto proveniente sobretudo de estrelas jovens e não de emissões próximas de um buraco negro supermassivo em crescimento.
“Como pode a natureza criar uma galáxia tão grande brilhante, maciça em menos de 300 milhões de anos?“, questionava então Carniani, um dos cientistas envolvidos na descoberta.
Mais do que dar resposta a esta questão, os dois estudos agora publicados levantam novas questões. “A prova de que uma galáxia já está madura no universo infantil levanta questões sobre quando e como as galáxias se formaram“, conclui agora o astrónomo.
