Astrônomos detectam galáxia ‘morta’ mais antiga já observada

Uma galáxia que parou repentinamente de formar novas estrelas há mais de 13 bilhões de anos foi observada por astrônomos. 

Imagem JWST em cores falsas de uma pequena fração do campo GOODS South, com JADES-GS-z7-01-QU destacado. Este tipo de galáxia é extremamente raro. Crédito: Colaboração JADES

Usando o Telescópio Espacial James Webb, uma equipe internacional de astrônomos liderada pela Universidade de Cambridge avistou uma galáxia “morta” quando o universo tinha apenas 700 milhões de anos, a galáxia mais antiga já observada.

Esta galáxia parece ter vivido rapidamente e morrido jovem: a formação estelar aconteceu rapidamente e parou quase com a mesma rapidez, o que é inesperado num momento tão precoce da evolução do Universo. No entanto, não está claro se o estado de “extinção” desta galáxia é temporário ou permanente, e o que fez com que ela parasse de formar novas estrelas.

Os resultados , publicados na revista Nature , podem ser importantes para ajudar os astrónomos a compreender como e porquê as galáxias param de formar novas estrelas e se os factores que afectam a formação estelar mudaram ao longo de milhares de milhões de anos.

“As primeiras centenas de milhões de anos do Universo foram uma fase muito ativa, com muitas nuvens de gás colapsando para formar novas estrelas”, disse Tobias Looser do Instituto Kavli de Cosmologia, o primeiro autor do artigo. "As galáxias precisam de um rico suprimento de gás para formar novas estrelas, e o universo primitivo era como um bufê à vontade."

"Só mais tarde no Universo é que começamos a ver as galáxias pararem de formar estrelas, seja devido a um buraco negro ou qualquer outra coisa," disse o co-autor Dr. Francesco D'Eugenio, também do Instituto Kavli de Cosmologia.

Os astrônomos acreditam que a formação de estrelas pode ser retardada ou interrompida por diferentes fatores, os quais privarão uma galáxia do gás necessário para formar novas estrelas. Fatores internos, como um buraco negro supermassivo ou o feedback da formação estelar, podem empurrar o gás para fora da galáxia, fazendo com que a formação estelar pare rapidamente. Alternativamente, o gás pode ser consumido muito rapidamente pela formação de estrelas, sem ser prontamente reabastecido por gás fresco dos arredores da galáxia, resultando na fome da galáxia.

“Não temos certeza se algum desses cenários pode explicar o que vimos agora com Webb”, disse o co-autor Professor Roberto Maiolino. 

"Até agora, para compreender o universo primitivo, utilizámos modelos baseados no universo moderno. Mas agora que podemos ver muito mais atrás no tempo e observar que a formação estelar foi extinta tão rapidamente nesta galáxia, modelos baseados sobre o universo moderno pode precisar ser revisitado."

Usando dados do JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), os astrônomos determinaram que esta galáxia experimentou um curto e intenso período de formação estelar durante um período entre 30 e 90 milhões de anos. Mas entre 10 e 20 milhões de anos antes do momento em que foi observado com Webb, a formação de estrelas parou repentinamente.

"Tudo parece acontecer de forma mais rápida e dramática no Universo primitivo, e isso pode incluir galáxias que se deslocam de uma fase de formação estelar para uma fase dormente ou extinta," disse Looser.

Os astrónomos já observaram galáxias mortas no Universo primitivo, mas esta galáxia é a mais antiga de sempre – apenas 700 milhões de anos após o Big Bang, há mais de 13 mil milhões de anos. Esta observação é uma das mais profundas já feitas com Webb.

Além de ser a mais antiga, esta galáxia também tem massa relativamente baixa – quase a mesma da Pequena Nuvem de Magalhães (SMC), uma galáxia anã perto da Via Láctea, embora a SMC ainda esteja a formar novas estrelas. Outras galáxias extintas no Universo primitivo eram muito mais massivas, mas a sensibilidade melhorada de Webb permite observar e analisar galáxias mais pequenas e mais ténues.

Os astrónomos dizem que embora pareça morta no momento da observação, é possível que nos cerca de 13 mil milhões de anos desde então, esta galáxia tenha voltado à vida e começado a formar novas estrelas novamente.

"Estamos à procura de outras galáxias como esta no Universo primordial, o que nos ajudará a colocar algumas restrições sobre como e porquê as galáxias param de formar novas estrelas," disse D'Eugenio. "Pode acontecer que as galáxias no início do Universo 'morram' e depois voltem à vida - precisaremos de mais observações para nos ajudar a descobrir isso."

Fonte: phys.org