Telescópio James Webb pode ter encontrado a primeira galáxia 'pura' do universo

Cientistas descobriram a galáxia AMORE6, quase sem elementos pesados, o que apoia fortemente as previsões do modelo do Big Bang

Esta figura mostra uma imagem em mosaico do campo Abell 2744. A posição observada do sistema AMORE6-A+B é mostrada pelo quadrado amarelo. Crédito: Morishita et al. 2025. Nature 

Nosso entendimento do Universo começa com o Big Bang, o momento em que tudo começou a se expandir. Durante esse evento, um processo chamado *nucleossíntese do Big Bang* criou apenas os elementos mais leves: hidrogênio, hélio e uma pequena quantidade de lítio. Elementos mais pesados, que os cientistas chamam de “metais? (como oxigênio e carbono), só surgiram depois, formados no interior de estrelas que nasceram e morreram após essa primeira fase.

As primeiras estrelas, chamadas de *População III*, foram as pioneiras em criar esses elementos pesados por meio de um processo chamado *nucleossíntese estelar*. Essas estrelas tinham quase nenhum metal, ou quantidades mínimas, e, ao longo de suas vidas, enriqueceram o Universo com os primeiros metais. Como as estrelas nascem dentro de galáxias, e não sozinhas, também deveria haver galáxias *População III* compostas por estrelas sem nenhum metal.

Apesar de avanços no estudo da história do Universo, ainda faltam peças importantes. Uma delas é a prova da existência dessas galáxias *População III*. A teoria diz que algumas galáxias muito antigas, observadas em períodos distantes (chamados de alto *desvio para o vermelho*), deveriam ter zero metal. Encontrar uma dessas galáxias seria uma grande confirmação do nosso entendimento sobre o Universo.

Surpresas do Telescópio James Webb

O Telescópio Espacial James Webb (James Webb) já mudou o que pensávamos sobre o Universo ao revelar galáxias grandes e bem formadas muito mais cedo do que os modelos previam. Segundo o que sabíamos antes, galáxias tão desenvolvidas não deveriam existir tão logo após o Big Bang. Essas descobertas levaram os astrônomos a repensarem o quão rápido as galáxias se formaram e evoluíram.

Mesmo com sua capacidade incrível, o James Webb ainda não havia identificado uma galáxia completamente sem metais, como as galáxias *População III*. Todas as galáxias observadas até agora, mesmo as que surgiram poucos centenas de milhões de anos após o Big Bang, tinham algum nível de metais.

O painel esquerdo mostra as fracas emissões de OIII para AMORE6. Como é observado através de uma lente gravitacional, há pontos de dados para AMORE6 A, AMORE6 B e AMORE A e B empilhados. O eixo x mostra uma maneira comum de medir a metalicidade de uma galáxia comparando oxigênio com hidrogênio, já que o oxigênio é o metal mais abundante produzido pelas estrelas. (12+ log (O/H)) O gráfico também mostra outras galáxias da mesma faixa etária. É complicado, mas mostra que AMORE6 é mais pura e tem metalicidade muito baixa em comparação com as outras. Crédito: Morishita et al. 2025. Nature

O papel das emissões de oxigênio

O oxigênio é essencial nessa busca. Segundo os modelos, as galáxias mais antigas deveriam ter apenas hidrogênio e hélio, sem oxigênio ou outros elementos pesados. Os astrônomos usam a linha de emissão *OIII* na espectroscopia (uma técnica que analisa a luz) para estudar galáxias. Essa linha mostra se há formação de estrelas e é muito útil para observar galáxias distantes. O James Webb, com sua alta sensibilidade, tornou essas medições ainda mais precisas. 

Em galáxias primitivas, emissões *OIII* fortes indicam baixa presença de metais. Já emissões fracas sugerem que a galáxia se formou em condições muito diferentes das atuais. Até recentemente, nenhum exemplo claro havia sido encontrado.

A descoberta da galáxia AMORE6

Isso pode estar mudando. Um novo estudo, enviado à revista *Nature*, relata a possível descoberta de uma galáxia que parece ser “pura”. Liderado por Takahiro Morishita, do Centro de Processamento e Análise Infravermelha (IPAC) no Instituto de Tecnologia da Califórnia, o estudo identificou a galáxia AMORE6, observada com um *desvio para o vermelho* de z = 5,725. Isso significa que sua luz foi emitida quando o Universo tinha entre 900 milhões e 1 bilhão de anos.

A AMORE6 foi detectada por meio de uma *lente gravitacional*, que ampliou e duplicou suas imagens, facilitando a observação. O James Webb identificou emissões de *H”* (outra linha importante na astronomia), mas não encontrou oxigênio. Isso indica que a galáxia tem uma quantidade muito baixa de metais, sendo quase “pura”. “A ausência de oxigênio mostra que a AMORE6 tem um meio interestelar muito pouco metálico, quase intocado”, explicam os autores.

A galáxia também tem pouca massa estelar e é extremamente compacta. “Essas características combinam com a formação de estrelas massivas em um ambiente puro ou quase puro”, dizem os pesquisadores. Curiosamente, a AMORE6 não é tão antiga quanto outras galáxias bem formadas que o James Webb encontrou. É surpreendente que uma galáxia tão “pura? tenha sido encontrada quase 1 bilhão de anos após o Big Bang.

Confirmando o modelo do Big Bang

Mais estudos serão necessários para confirmar esses resultados e entendê-los melhor. Mesmo assim, a descoberta da AMORE6 sugere que estamos no caminho certo para compreender o Universo.

“Encontrar uma galáxia assim em uma época relativamente tardia da história do Universo é surpreendente”, escrevem os pesquisadores. “Mas, independentemente do momento, identificar um objeto potencialmente puro é uma validação importante do modelo do Big Bang.”

Essa descoberta pode ser um passo crucial para confirmar as previsões sobre como o Universo começou, trazendo-nos mais perto de entender os primeiros capítulos da história cósmica.

Terrarara.com.br