Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Um punhado de objetos descobertos nos dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês) deixou os astrônomos perplexos.
O que se pensa ser meia dúzia de galáxias parece ser objetos massivos e bem formados, apesar de parecerem como eram apenas 500 a 700 milhões de anos após o Big Bang. No entanto, de acordo com os modelos cosmológicos atuais, simplesmente não houve tempo suficiente para que elas tivessem crescido a tal estado de relativa maturidade.
Isso sugere que estamos deixando passar despercebidos um ou dois passos importantes em nossa compreensão da evolução do Universo.
“Nunca observamos galáxias deste tamanho colossal, tão cedo após o Big Bang”, disse o astrônomo Ivo Labbé, da Universidade de Tecnologia de Swinburne, na Austrália, que liderou o esforço de pesquisa internacional.
“As seis galáxias que encontramos têm mais de 12 bilhões de anos, apenas 500 a 700 milhões de anos após o Big Bang, atingindo tamanhos de até 100 bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Isso é grande demais para existir nos modelos atuais. Essa descoberta pode transformar nossa compreensão de como as primeiras galáxias em nosso Universo se formaram.”
Os objetos foram vistos em observações feitas pelo JWST durante seus primeiros meses de operação. O poderoso telescópio espacial estuda o Universo em infravermelho, o que é perfeito para detectar a luz que viajou por bilhões de anos para chegar até nós desde o início do Universo, fraca e esticada em comprimentos de onda infravermelhos mais longos pela expansão do espaço-tempo.
Um de seus principais objetivos é investigar esse espaço-tempo mais longe do que qualquer outro instrumento que já existiu, e os astrônomos não perderam tempo em obter as primeiras observações para esse fim.
“Observamos o Universo primitivo pela primeira vez e não tínhamos ideia do que iríamos encontrar”, disse o astrônomo Joel Leja, da Universidade Estadual da Pensilvânia, EUA. “Acontece que encontramos algo tão inesperado que na verdade cria problemas para os modelos científicos atuais. Isso põe em questão toda a noção da formação inicial das galáxias.”
De acordo com nossos modelos cosmológicos, o início do Universo não era nada como é agora. Primeiro, a sopa quente de partículas que surgiu na sequência do Big Bang teve que esfriar o suficiente para congelar em átomos, preenchendo o volume do espaço principalmente com hidrogênio e hélio. É a partir desse gás que as primeiras estrelas e galáxias começaram a se formar, cerca de 150 milhões de anos após o Big Bang.
A evidência observacional deste período na história do nosso Universo tem sido difícil de obter, mas a linha do tempo é razoavelmente suportada pelas evidências que temos. E a linha do tempo sugere que, no período entre cerca de 500 e 700 milhões de anos após o Big Bang, as galáxias ainda estariam se formando.
Existem várias razões pelas quais essas galáxias totalmente formadas representam um problema. Uma delas é que a densidade da matéria dentro das maiores galáxias de hoje excede em muito as estimativas para este período de tempo. Outra é que a densidade da matéria normal está entrando em conflito com a quantidade de matéria escura nos halos dessas galáxias.
Os objetos são tão difíceis de explicar sob a cosmologia atual que a equipe de pesquisa está ocupada vasculhando seu trabalho em busca de erros. Até agora, os dados e a interpretação da equipe permaneceram sólidos, sugerindo que há uma de duas coisas erradas: nossa compreensão da cosmologia ou nossa compreensão da formação de galáxias no início do Universo. De qualquer maneira, o resultado significaria uma revisão significativa.
“A revelação de que a formação maciça de galáxias começou extremamente cedo na história do Universo derruba o que muitos de nós pensávamos ser uma ciência estabelecida”, explicou Leja. “Temos chamado informalmente esses objetos de ‘disjuntores do universo’ – e eles têm feito jus ao seu nome até agora.”
É possível que os objetos não sejam realmente galáxias, mas algo mais. Eles poderiam, por exemplo, ser buracos negros supermassivos de um tipo nunca antes visto. Mesmo assim, porém, a quantidade de massa concentrada nesses lugares permanece difícil de explicar tão cedo no Universo; e isso também pode significar uma revisão de nossa compreensão dos buracos negros.
Qualquer objeto desse tipo seria desafiador o suficiente para explicar. A descoberta de seis está sendo o desafio dos desafios. Mas uma investigação mais aprofundada é necessária para ter certeza do que estamos vendo.
O próximo passo será tentar obter espectros das seis candidatas a galáxias, que revelarão suas naturezas, distâncias e tamanhos com mais detalhes, bem como – esperançosamente – revelando algo de sua composição química.
“Essa descoberta inicial pode ser apenas o começo de uma transformação na forma como entendemos o mundo ao nosso redor”, disse Labbé.
A pesquisa foi publicada na Nature.
