Galáxia maciça formou-se logo após o Big Bang e ninguém sabe como

Pela primeira vez, astrónomos descobriram uma galáxia maciça e inactiva, do tempo em que o universo tinha apenas 1,7 mil milhões de anos, e ninguém pode explicar como isso aconteceu.

Segundo a nossa compreensão actual da forma como as galáxias nascem, todas as que existiam na altura do Big Bang deveriam ter sido pequenas e de baixa massa – além de estarem ocupadas a formar estrelas.

Em vez disso, esta gigante morta já era cinco vezes mais maciça do que a nossa Via Láctea é agora, condensada numa área 12 vezes menor, e já tinha terminado o seu pico de formação de estrelas.

Se a descoberta for verificada por outras equipas de investigadores, isso significa que os cientistas vão precisar de repensar a forma como as galáxias se formam e rever as nossas teorias sobre o que aconteceu nos primeiros mil milhões de anos após o Big Bang.

A descoberta, que foi publicada na revista Nature, também sugere que há uma enorme quantidade de surpresas ainda por descobrir no início do nosso universo.

“Esta descoberta estabelece um novo recorde para a primeira galáxia vermelha maciça”, disse à Phys.org o investigador principal Karl Glazebrook, da Swinburne University of Technology, na Austrália.

“É um achado incrivelmente raro, que representa um novo desafio para modelos de evolução das galáxias: acomodar a existência de tais galáxias muito mais cedo no Universo”.

Cedo no tempo

Enquanto ainda há muitas incógnitas sobre como e quando as galáxias começam e param de formar estrelas, os nossos melhores modelos supõem que isso aconteceu um pouco depois da origem do Universo.

Isso significa que se teriam passado pelo menos 3 mil milhões de anos após o Big Bang para que as galáxias mortas como esta “pepita vermelha” aparecerem.

Antes disso, as pesquisas sugerem que a maioria das galáxias teria baixa massa e estariam ocupadas a fazer estrelas. Por exemplo, os astrofísicos prevêem que 1,7 mil milhões de anos após o Big Bang, a nossa própria galáxia seria “uma pequena galáxia anã desarrumada com apenas 1/50 da sua massa actual”.

Mas esta nova galáxia, a que os astrónomos chamara ZF-COSMOS-20115, contradiz   completamente esse modelo.

O novo estudo sugere que esta galáxia tinha formado todas as suas estrelas – três vezes mais do que a nossa Via Láctea tem hoje – durante um rápido evento de explosão de estrelas, que ocorreu relativamente cedo após o Big Bang. E apenas aos 1,7 mil milhões de anos na história do Universo, já tinha terminado.

Galáxia Foguete

Isso faz com que a ZF-COSMOS-20115 seja o que se chama de uma galáxia quiescente, ou “vermelha e morta”, comuns no Universo actual, mas que ninguém esperava que existissem naquela altura.

“Esta enorme galáxia formou-se como um foguete, em menos de 100 milhões de anos, logo no início da história cósmica”, explica Glazebrook. “Esta rápida vida e morte tão cedo no universo não é prevista pelas nossas modernas teorias de formação de galáxias”.

Os investigadores já tinham encontrado indícios dessas estranhas e precoces galáxias, mas esta é a primeira vez que as identificam correctamente.

Para olhar tão atrás no tempo, os investigadores usaram os gigantescos telescópios W M Keck, no Hawai. Estavam à procura de emissões em comprimentos de onda próximos do infravermelho, para obter informações sobre a presença de estrelas antigas e encontrar razões para a falta de formação de estrelas activas em galáxias antigas.

Quando viram pela primeira vez a galáxia ZF-COSMOS-20115, disse Glazebrook, eles não acreditavam que pudesse ser real.

“Nós usámos o telescópio mais poderoso do mundo, mas precisámos de olhar para esta galáxia durante mais de duas noites para conseguir revelar a sua natureza notável”, disse uma das investigadoras, Vy Tran, da Texas A & M University, nos EUA.

Agora, são necessárias novas observações, usando telescópios de onda sub-milimétrica – algo que o James Webb Space Telescope, que está previsto que seja lançado em 2018, será capaz de ajudar sem a interferência da atmosfera da Terra.

“As ondas sub-milimétricas são emitidas pela poeira quente que bloqueia outras luzes, e dir-nos-ão quando é que estes fogos de artifício explodiram, e quão grande é o papel que desempenharam no desenvolvimento do universo primordial”, explica Corentin Schreiber, da Universidade de Leiden, na Holanda.

Até lá, a verdade sobre como esta gigante galáxia morta surgiu tão cedo na linha do tempo do nosso universo será um mistério – e pode apostar que vai manter os astrofísicos acordados à noite nos próximos meses.