Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA) descobriram 70 galáxias antigas e empoeiradas que se formaram surpreendentemente no início da história do universo. Estas galáxias, observadas como existiam menos de mil milhões de anos após o Big Bang, contêm níveis inesperadamente elevados de elementos pesados (“metais”) – desafiando os modelos atuais de evolução galáctica.
Riqueza Inesperada de Metal
Os modelos cosmológicos atuais prevêem que os elementos pesados não deveriam ter estado presentes em tal abundância tão cedo no universo. As estrelas forjam estes elementos mais pesados através da fusão nuclear, e esperava-se que as gerações iniciais de estrelas fossem relativamente pobres em metais. No entanto, estas galáxias recentemente descobertas já eram ricas em metais, o que implica que a formação estelar começou mais cedo e de forma mais eficiente do que se pensava anteriormente.
De acordo com Jorge Zavala, da Universidade de Massachusetts Amherst, “Galáxias empoeiradas são galáxias massivas com grandes quantidades de metais e poeira cósmica… E estas galáxias são muito antigas, o que significa que as estrelas estavam a ser formadas no início do Universo, antes do que os nossos modelos atuais prevêem”.
Como a descoberta aconteceu
A investigação começou com o ALMA a identificar uma população de 400 galáxias brilhantes e poeirentas. As observações subsequentes do JWST reduziram esta lista a 70 candidatos fracos no limite do universo observável – muitos deles nunca vistos antes. Combinando dados de ambos os telescópios, os astrónomos confirmaram que estas galáxias se formaram 500 milhões de anos após o Big Bang. Esta linha do tempo força uma reavaliação da rapidez com que as estruturas galácticas se desenvolveram após o nascimento do universo.
Conectando os pontos
Estas galáxias antigas parecem estar ligadas a dois outros tipos de galáxias previamente descobertos: galáxias extremamente brilhantes, formadoras de estrelas, e galáxias mais antigas, “quiescentes”, que já não produzem estrelas. Zavala compara isto a ter “instantâneos do ciclo de vida destas galáxias raras”. As galáxias brilhantes representam a juventude, as galáxias inativas representam a velhice e as galáxias empoeiradas recém-descobertas preenchem a lacuna quando jovens adultos.
Esta ligação sugere que a nossa compreensão da evolução galáctica está incompleta. Se estas três populações estiverem de facto relacionadas, então a formação estelar deve ter começado mais cedo e progredido mais rapidamente do que as teorias existentes permitem.
Mais pesquisas são necessárias para solidificar essas conexões, mas as evidências atuais implicam que a nossa linha do tempo cósmica precisa de revisão. A descoberta destas primeiras galáxias ricas em metais levanta questões fundamentais sobre como as estrelas se formaram e as galáxias amadureceram na infância do Universo.
