Traduzido por Julio Batista
Original de Universidade do Texas em Austin
Novas imagens do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA revelam pela primeira vez galáxias com faixas estelares – características alongadas de estrelas que se estendem desde os centros das galáxias até seus discos externos – em uma época em que o Universo tinha apenas 25% de seu tamanho atual. A descoberta das chamadas galáxias barradas, semelhantes à nossa Via Láctea, surgindo tão cedo no Universo exigirá que os astrofísicos refinem suas teorias da evolução das galáxias.
Antes do JWST, as imagens do Telescópio Espacial Hubble nunca haviam detectado faixas estelares em épocas tão jovens. Em uma imagem do Hubble, uma galáxia, EGS-23205, é pouco mais que uma mancha em forma de disco, mas na imagem correspondente do JWST tirada no semestre passado, é uma bela galáxia espiral com uma faixa estelar clara.
“Dei uma olhada nesses dados e disse: ‘Estamos descartando todo o resto!'”, disse Shardha Jogee, professora de astronomia na Universidade do Texas em Austin, EUA. “As faixas dificilmente visíveis nos dados do Hubble apareceram na imagem do JWST, mostrando o tremendo poder do JWST para ver a estrutura subjacente nas galáxias”, disse ela, descrevendo os dados do Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), liderado por Professor da UT Austin, Steven Finkelstein.
A equipe identificou outra galáxia barrada, EGS-24268, também de cerca de 11 bilhões de anos atrás, o que faz com que duas galáxias barradas existam mais cedo no passado distante do que qualquer outra descoberta anteriormente.
Em um paper aceito para publicação no The Astrophysical Journal Letters, eles destacam essas duas galáxias e mostram exemplos de outras quatro galáxias barradas de mais de 8 bilhões de anos atrás.
“Para este estudo, estamos olhando para um novo campo em que ninguém havia usado esse tipo de dados ou feito esse tipo de análise quantitativa antes”, disse Yuchen “Kay” Guo, um estudante de pós-graduação que liderou a análise, “então tudo é novo. É como entrar em uma floresta onde ninguém jamais entrou.”
As faixas desempenham um papel importante na evolução da galáxia ao canalizar o gás para as regiões centrais, impulsionando a formação de estrelas.
“As faixas resolvem o problema da cadeia de suprimentos nas galáxias”, disse Jogee. “Assim como precisamos trazer matéria-prima do porto para as fábricas no interior que produzem novos produtos, uma faixa transporta poderosamente o gás para a região central, onde o gás é rapidamente convertido em novas estrelas a uma taxa tipicamente 10 a 100 vezes mais rápida na região central do que no resto da galáxia.”
As faixas também ajudam a criar buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, canalizando o gás em parte do caminho.
A descoberta de faixas durante essas épocas iniciais abala os cenários de evolução das galáxias de várias maneiras.
“Esta descoberta de faixas iniciais significa que os modelos de evolução galáctica têm agora um novo caminho através de faixas para acelerar a produção de novas estrelas em épocas iniciais,” disse Jogee.
E a própria existência dessas primeiras faixas desafia os modelos teóricos, pois os cientistas precisam acertar a física da galáxia para prever a abundância correta de faixas. A equipe testará diferentes modelos em seus próximos trabalhos.
O JWST pode revelar estruturas em galáxias distantes melhor do que o Hubble por dois motivos: primeiro, seu espelho maior oferece mais capacidade de captação de luz, permitindo que ele veja mais longe e com maior resolução. Em segundo lugar, ele pode ver melhor através da poeira, pois observa em comprimentos de onda infravermelhos mais longos do que o Hubble.
Os alunos de graduação Eden Wise e Zilei Chen desempenharam um papel fundamental na pesquisa, revisando visualmente centenas de galáxias, procurando aquelas que pareciam ter faixas, o que ajudou a reduzir a lista a algumas dezenas para os outros pesquisadores analisarem com uma abordagem matemática mais intensiva.
