Graças às recentes melhorias nos telescópios espaciais e terrestres, os astrônomos puderam investigar mais profundamente o Universo do que nunca. Ao olhar bilhões de anos no tempo, somos capazes de testar nossas teorias sobre a história da formação e evolução galácticas. Infelizmente, estudar o Universo primitivo é uma tarefa assustadora e que está além das capacidades de nossos instrumentos atuais.
Mas, combinando o poder do Telescópio Espacial Hubble com uma técnica conhecida como lente gravitacional, uma equipe de astrônomos fez a primeira descoberta de uma galáxia compacta que parou de formar estrelas apenas alguns bilhões de anos após o Big Bang. A descoberta de uma galáxia desse tipo que existe tão cedo no Universo é sem precedentes e representa um grande desafio para as teorias de como galáxias massivas se formam e evoluem.
Suas descobertas foram relatadas em um estudo intitulado "Uma enorme galáxia de disco morto no início do universo", publicada na edição de 22 de junho da revista. Natureza.Como é indicado no estudo, a equipe contou com dados do Hubble que eles combinaram com lentes gravitacionais - onde um aglomerado maciço de galáxias amplia e amplia imagens de galáxias mais distantes além delas - para estudar a galáxia distante conhecida como MACS 2129-1.
O que eles encontraram foi completamente inesperado. Dada a idade da galáxia - datada de apenas três bilhões de anos após o Big Bang - eles esperavam ver uma bola caótica de estrelas que se formava devido à fusão das galáxias. Em vez disso, eles notaram que a galáxia, em forma de disco (como a Via Láctea), estava efetivamente morta - o que significa que a formação de estrelas já havia cessado dentro dela.
Isso foi uma surpresa, visto que os astrônomos não esperavam ver isso tão cedo no Universo. Além disso, foi a primeira vez que foram obtidas evidências diretas que mostram como pelo menos algumas das primeiras galáxias “mortas” do Universo evoluíram de objetos em forma de disco para se tornarem as galáxias elípticas gigantes que vemos regularmente na Space Magazine .
Como Sune Toft - um pesquisador do Dark Cosmology Center no Niels Bohr Institute e o principal autor do estudo - explicou, isso pode forçar um repensar sobre como as galáxias evoluíram no início do Universo:
“Essa nova visão pode nos forçar a repensar todo o contexto cosmológico de como as galáxias queimam cedo e evoluem para galáxias elípticas locais. Talvez tenhamos ficado cegos para o fato de que as galáxias“ mortas ”na verdade poderiam ser discos, simplesmente porque não conseguimos resolvê-los. "
Em estudos anteriores, assumiu-se que galáxias mortas distantes eram similares em estrutura às galáxias elípticas locais nas quais eventualmente evoluíram. Antes deste estudo, a confirmação dessa hipótese não era possível, pois os instrumentos atuais não são poderosos o suficiente para ver isso no espaço. Mas, combinando o poder das lentes gravitacionais com a alta resolução do Hubble, Toft e sua equipe conseguiram ver claramente essa galáxia morta.
Combinando medidas de velocidade de rotação do Very Large Telescope (VLT) do ESO com dados de arquivo da pesquisa Cluster Lensing And Supernova com o Hubble (CLASH), eles foram capazes de determinar o tamanho da galáxia, massa e idade, bem como sua (extinta) ) taxa de formação de estrelas. Por fim, eles descobriram que a galáxia remota é três vezes maior que a Via Láctea, embora tenha apenas metade do seu tamanho, e está girando mais que o dobro da velocidade.
Por que essa galáxia parou de formar estrelas ainda é desconhecida e exigirá pesquisas de acompanhamento usando instrumentos mais sofisticados. Entretanto, existem algumas teorias possíveis. Por exemplo, poderia ser o resultado de um núcleo galáctico ativo, onde um buraco negro supermassivo no centro do MACS 2129-1 inibia a formação de estrelas aquecendo o gás da galáxia e expulsando-o da galáxia.
Ou pode ser o resultado do fluxo de gás frio para o centro da galáxia, onde foi rapidamente aquecido e comprimido, impedindo-o de resfriar e formar nuvens que formam estrelas. Mas quando se trata de como esses tipos de galáxias antigas e mortas poderiam ter levado às galáxias elípticas que vemos hoje, Toft e seus colegas pensam que sabem a resposta. Como ele explicou, pode ser através de fusões:
“Se essas galáxias crescem através da fusão com companheiros menores, e esses companheiros menores vêm em grande número e de todos os tipos de ângulos diferentes para a galáxia, isso acabaria por randomizar as órbitas das estrelas nas galáxias. Você também pode imaginar grandes fusões. Definitivamente, isso também destruiria o movimento ordenado das estrelas. ”
Nos próximos anos, Toft e sua equipe esperam tirar vantagem do Telescópio James Webb (que será lançado em 2018) para procurar galáxias mortas mais cedo, na esperança de que possa lançar luz sobre as questões não resolvidas que essa descoberta levanta. E com a capacidade de investigar mais fundo no espaço, os astrônomos prevêem que muito mais será revelado sobre o Universo primitivo.
