MADRID 2 abr. (EUROPA PRESS) -
Astrofísicos demonstraram que galáxias mortas podem ser encontradas apenas 700 milhões de anos após o Big Bang, indicando que elas pararam de formar estrelas antes do que se pensava.
Durante muito tempo, os cientistas acreditaram que apenas galáxias com formação ativa de estrelas deveriam ser observadas no universo primitivo. O Telescópio Espacial James Webb agora revela que as galáxias pararam de formar estrelas antes do esperado.
A nova descoberta de uma equipe internacional, liderada por astrônomos da Universidade de Genebra (UNIGE), aprofunda a tensão entre os modelos teóricos da evolução cósmica e as observações reais. Entre centenas de espectros obtidos com o programa RUBIES do Webb, a equipe descobriu uma galáxia sem precedentes que já havia parado de formar estrelas durante uma época em que as galáxias normalmente crescem muito rapidamente. O estudo foi publicado no The Astrophysical Journal.
No início do Universo, uma galáxia típica acumula gás do meio intergaláctico circundante e o converte em estrelas. Esse processo aumenta sua massa, levando a uma acreção de gás ainda mais eficiente e à formação acelerada de estrelas. Entretanto, as galáxias não crescem indefinidamente, devido a um processo que os astrônomos chamam de "extinção".
No Universo local, cerca de metade das galáxias observadas parou de formar estrelas: elas se extinguiram e pararam de crescer. Os astrônomos as chamam de galáxias quiescentes, extintas ou "vermelhas e mortas". Sua cor vermelha se deve ao fato de não conterem mais estrelas azuis jovens e brilhantes; restam apenas estrelas vermelhas menores e mais velhas.
Uma proporção particularmente alta de galáxias quiescentes é encontrada entre as galáxias maciças, que geralmente têm morfologias elípticas. Normalmente, a formação dessas galáxias mortas e vermelhas leva muito tempo, pois elas precisam primeiro formar um grande número de estrelas antes que o processo de formação de estrelas seja interrompido permanentemente. A causa real da extinção estelar nas galáxias continua sendo um grande mistério.
"Encontrar os primeiros exemplos de galáxias quiescentes maciças (MQGs) no Universo primitivo é crucial, pois lança luz sobre seus possíveis mecanismos de formação", diz Pascal Oesch, professor associado do Departamento de Astronomia da Escola de Ciências da UNIGE e coautor do artigo. A busca por esses sistemas tem sido, portanto, um dos principais objetivos dos astrônomos há anos.
OBSERVAÇÕES QUE CONTRADIZEM AS EXPECTATIVAS TEÓRICAS
Com o avanço da tecnologia, em especial a espectroscopia no infravermelho próximo, os astrônomos confirmaram a existência de galáxias quiescentes maciças (MQGs) em épocas cósmicas cada vez mais antigas. Sua abundância inferida tem sido difícil de conciliar com os modelos teóricos de formação de galáxias, que preveem que esses sistemas devem levar mais tempo para se formar.
Com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), essa tensão foi ampliada para um redshift de 5 (1,2 bilhão de anos após o Big Bang), onde vários GQMs foram confirmados nos últimos anos. O novo estudo liderado pela UNIGE revela que essas galáxias se formaram ainda mais cedo e mais rápido do que se pensava anteriormente.
No Ciclo 2 do JWST, o programa RUBIES (Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey) de área ampla, um dos maiores programas europeus de pesquisa extragaláctica usando o instrumento NIRSpec, obteve observações espectroscópicas de vários milhares de galáxias, incluindo centenas de fontes recém-descobertas a partir de dados de imagens iniciais do JWST.
UMA GALÁXIA MORTA RECORDISTA
Entre esses novos espectros, os cientistas identificaram a galáxia MQG mais distante encontrada até o momento, com um redshift espectroscópico de 7,29, apenas cerca de 700 milhões de anos após o Big Bang. O espectro do NIRSpec/PRISM revela uma população estelar surpreendentemente antiga em um universo tão jovem. A modelagem espectral detalhada e os dados de imagem mostram que a galáxia formou uma massa estelar de mais de 10 bilhões de massas solares durante os primeiros 600 milhões de anos após o Big Bang, antes de cessar rapidamente a formação de estrelas, confirmando seu estado dormente.
"A descoberta dessa galáxia, denominada RUBIES-UDS-QG-z7, implica que as galáxias maciças adormecidas no primeiro bilhão de anos do Universo são mais de 100 vezes mais abundantes do que qualquer modelo previsto até o momento", diz Andrea Weibel, estudante de doutorado do Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE e primeira autora do artigo.
Isso, por sua vez, sugere que os principais fatores dos modelos teóricos (por exemplo, os efeitos dos ventos estelares e a intensidade dos fluxos de saída impulsionados pela formação de estrelas e buracos negros maciços) talvez precisem ser revisados. As galáxias se extinguiram muito antes do que esses modelos podem prever.
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