Em um estudo recente, uma equipe de astrofísicos encontrou seis galáxias em potencial que poderiam ter se formado muito cedo na história do universo e são tão massivas que não deveriam ser possíveis com base na teoria cosmológica atual. Esses objetos foram escondidos em imagens do Telescópio Espacial James Webb.
Cada uma das galáxias em potencial pode ter existido no início do universo, 500 a 700 milhões de anos após o Big Bang, ou mais de 13 bilhões de anos atrás. Quase tantas estrelas quanto a atual Via Láctea são encontradas nelas, o que as torna enormes.
“São bananas”, disse Erica Nelson, coautora da nova pesquisa e professora assistente de astrofísica na CU Boulder. “Você simplesmente não espera que o universo primitivo seja capaz de se organizar tão rapidamente. Essas galáxias não deveriam ter tido tempo de se formar.”
Os resultados foram publicados em 22 de fevereiro na revista Nature por Nelson e seus colegas da Swinburne University of Technology, incluindo o primeiro autor Ivo Labbé.
O telescópio mais potente já enviado ao espaço, o James Webb, lançado em dezembro de 2021, ainda não descobriu as primeiras galáxias. Outra equipe de pesquisadores descobriu muitas galáxias no ano passado que provavelmente se formaram a partir de gás 350 milhões de anos após o Great Bang. Mas em comparação com as novas galáxias, esses objetos eram praticamente camarões, com muitas vezes menos massa estelar.
"Para ter certeza de que essas galáxias são tão grandes e antigas quanto parecem, os astrônomos ainda precisam de mais informações. Mas suas descobertas preliminares nos dão uma visão tentadora do potencial de James Webb para revolucionar os livros didáticos de astronomia.
“Outra possibilidade é que essas coisas sejam um tipo diferente de objeto estranho, como quasares fracos, o que seria igualmente interessante”, disse ela.
Pontos difusos
Há muita empolgação: em 2022, Nelson e seus colegas, que são dos Estados Unidos, Austrália, Dinamarca e Espanha, estabeleceram uma equipe ad hoc para analisar as informações que James Webb estava retornando à Terra.
Suas descobertas mais recentes são do Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey realizado pelo telescópio. O Telescópio Espacial Hubble estudou inicialmente esta região do espaço na década de 1990. Essas fotografias mergulham profundamente em um pedaço do céu ao redor da Ursa Maior, que é uma parte muito desinteressante do espaço à primeira vista.
Nelson viu alguns “pontos difusos” de luz que pareciam brilhantes demais para serem reais enquanto estudava uma área do tamanho de um selo postal de uma imagem.
“Eles eram tão vermelhos e tão brilhantes”, disse Nelson. “Não esperávamos vê-los.”
Ela esclareceu que a luz vermelha normalmente indica luz antiga na astronomia. Nelson afirmou que o universo tem crescido desde o início dos tempos. Imagine-o como a versão cósmica do caramelo salgado: à medida que se expande, as galáxias e outros objetos celestes se afastam e a luz que eles geram se estende. Aos olhos humanos, a luz parece mais vermelha quanto mais se estende. (A luz de objetos que se aproximam da Terra parece mais azul, em contraste.)
Os cientistas realizaram cálculos e descobriram que suas galáxias anteriores eram tão massivas quanto a Via Láctea, contendo dezenas a centenas de bilhões de estrelas do tamanho do sol com massa.
Mas é improvável que essas primeiras galáxias fossem muito semelhantes à nossa.
“A Via Láctea forma cerca de uma a duas novas estrelas a cada ano”, disse Nelson. “Algumas dessas galáxias teriam que formar centenas de novas estrelas por ano durante toda a história do universo.”
Nelson e seus colegas estão ansiosos para aprender mais sobre esses itens enigmáticos usando James Webb, mas já viram o suficiente para aumentar seu interesse. Em primeiro lugar, com base em cálculos, parece improvável que houvesse matéria normal suficiente – do tipo que forma planetas e corpos humanos – naquela época para produzir tantas estrelas tão rapidamente.
“Se pelo menos uma dessas galáxias for real, ela ultrapassará os limites de nossa compreensão da cosmologia”, disse Nelson.
Vendo no tempo
Nelson diz que as novas descobertas marcam o fim de uma jornada que começou quando ela estava no ensino fundamental. Ela escreveu uma reportagem sobre o telescópio Hubble, que foi lançado em 1990 e funciona até hoje, quando ela tinha dez anos. Nelson tinha uma fixação.
“Leva tempo para a luz ir de uma galáxia até nós, o que significa que você está olhando para trás no tempo quando olha para esses objetos”, disse ela. “Achei esse conceito tão alucinante que decidi naquele instante que era isso que eu queria fazer da minha vida.”
De acordo com Nelson, a rápida taxa de descoberta com James Webb é semelhante à do Hubble em seus primeiros anos. Muitos cientistas da época tinham a opinião de que as galáxias não começaram a se formar até bilhões de anos após o Great Bang. Mas não demorou muito para os cientistas perceberem que o cosmos primitivo era muito mais interessante e intrincado do que eles pensavam.
“Embora já tenhamos aprendido nossa lição com o Hubble, ainda não esperávamos que James Webb visse tais galáxias maduras existindo tão longe no tempo”, disse Nelson.
