Galáxias podem amadurecer mais rapidamente do que esperado. “É como encontrar um adolescente onde você só esperaria bebês.”
Astrônomos encontraram oxigênio na galáxia mais distante – e, portanto, mais antiga – já vista. Isso marca a detecção mais distante de oxigênio já feita pela humanidade. A pesquisa responsável pela descoberta foi publicada no The Astrophysical Journal.
Esta galáxia primitiva, designada JADES-GS-z14-0, tem 10 vezes a quantidade de elementos pesados esperada em uma galáxia que existiu apenas 300 milhões de anos após o Big Bang. As descobertas indicam que ela já estava madura no universo primitivo, desafiando teorias de evolução galáctica.
JADES-GS-z14-0 foi descoberta em 2024 pelo James Webb Space Telescope (JWST). Sua luz levou cerca de 13,4 bilhões de anos para viajar até nós, cerca de 98% da “vida útil” do universo, de 13,8 bilhões de anos. A composição química, recém-descoberta, foi determinada pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
“É como encontrar um adolescente onde você só esperaria bebês”, disse ander Schouws, membro da equipe de pesquisa e pesquisador do Observatório de Leiden, em uma declaração . “Os resultados mostram que a galáxia se formou muito rapidamente e também está amadurecendo rapidamente, somando-se a um crescente corpo de evidências de que a formação de galáxias acontece muito mais rápido do que o esperado.”
JADES-GS-z14-0 foi observada com várias outras galáxias igualmente antigas como parte do programa JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Este projeto visa fornecer insights vitais sobre como estrelas, gás e buracos negros evoluíram dentro de galáxias primordiais.
Surpresa Quando o universo tinha 2% de sua idade atual, os cientistas acreditam que ele era preenchido predominantemente com hidrogênio, o elemento mais leve, um pouco de hélio e uma pequena quantidade de elementos mais pesados, chamados de “metais” (no contexto astrofísico, claro). Isso significa que estrelas e galáxias vistas nesse período deveriam ser pobres em metais.
À medida que essas primeiras estrelas morriam e explodiam em supernovas, os metais que elas forjaram durante suas vidas foram dispersos, enriquecendo as nuvens de gás dentro de suas galáxias. Mais tarde, essas nuvens formaram a próxima geração de estrelas – que eram, portanto, mais ricas em metais.
Isso significa que quanto mais velha uma galáxia fica, mais sua “maturidade” pode ser medida com base na abundância de metais que ela contém. E JADES-GS-z14-0 deveria ser pobre em metais e “imatura”.
“Fiquei surpreso com os resultados inesperados porque eles abriram uma nova visão sobre as primeiras fases da evolução das galáxias”, disse o membro da equipe Stefano Carniani, da Scuola Normale Superiore de Pisa, Itália, na declaração. “A evidência de que uma galáxia já está madura no universo primitivo levanta questões sobre quando e como as galáxias se formaram.”
A detecção de oxigênio também permitiu medir a distância até JADES-GS-z14-0 com mais precisão.
“A detecção do ALMA oferece uma medição extraordinariamente precisa da distância da galáxia até uma incerteza de apenas 0,005%”, disse a membro da equipe Eleonora Parlanti da Scuola Normale Superiore. “Este nível de precisão — análogo a ser preciso dentro de 5 cm em uma distância de 1 quilômetro — ajuda a refinar nossa compreensão das propriedades de galáxias distantes.”
Embora tenha sido necessário o JWST para descobrir esta galáxia incrivelmente distante, a medição precisa de sua distância da Terra não teria sido possível sem o ALMA. “Isso mostra a sinergia incrível entre o ALMA e o JWST para revelar a formação e evolução das primeiras galáxias”, disse Rychard Bouwens, membro da equipe e astrônomo do Observatório de Leiden, na declaração.
“Fiquei realmente surpreso com essa detecção clara de oxigênio em JADES-GS-z14-0”, disse Gergö Popping, astrônomo do Centro Regional Europeu ALMA que não esteve envolvido nesta pesquisa. “Isso sugere que as galáxias podem se formar mais rapidamente após o Big Bang do que se pensava anteriormente.
“Este resultado mostra o papel importante que o ALMA desempenha na descoberta das condições sob as quais as primeiras galáxias do nosso universo se formaram.”