O Telescópio James Webb da NASA (JWST) fez uma nova descoberta na borda do universo. O aparelho captou imagens de três galáxias “Monstro Vermelho” de 12,8 bilhões de anos, um bilhão de anos mais velhas que o Big Bang, e aproximadamente do tamanho da Via Láctea.
Astrônomos sugeriram que a formação de estrelas – e, portanto, o crescimento galáctico – no universo primitivo foi muito mais eficiente do que se pensava anteriormente, levando especialistas a repensar os modelos existentes de formação de galáxias.
Segundo o modelo cosmológico mais amplamente aceito — o modelo Lambda de Matéria Escura Fria (LCDM) – essas galáxias “Monstro Vermelho” não deveriam existir, observaram os pesquisadores. As descobertas foram publicadas na revista Nature em 13 de novembro.
O LCDM postula que as primeiras galáxias que se formaram no universo não tiveram tempo suficiente para se tornarem tão massivas quanto essas galáxias recém-descobertas parecem ser.
“Encontrar três feras tão grandes entre a amostra representa um quebra-cabeça tentador”, disse Stjn Wuyts, coautor do estudo e titular da Cátedra Hiroko Sherwin de Astronomia Extragaláctica na Universidade de Bath, em um comunicado.
“Muitos processos na evolução das galáxias tendem a introduzir uma etapa limitadora da eficiência com que o gás pode se converter em estrelas, mas, de alguma forma, esses Monstros Vermelhos parecem ter escapado rapidamente da maioria desses obstáculos”, acrescentou.
Esta não é a primeira vez que o JWST avista galáxias antigas “impossivelmente grandes”, pois essas três são apenas as mais recentes de uma série de descobertas que forçaram os astrônomos a questionar sua compreensão de como as primeiras galáxias se formaram.
Os pesquisadores estão chamando os três mais recentemente descobertos de ‘Monstros Vermelhos’ devido ao seu tamanho gigantesco e alto teor de poeira, o que lhes dá uma aparência vermelha distinta em imagens de telescópio.
Wuyts e seus colegas conduziram seu estudo como parte da pesquisa JWST First Reionization Epoch Spectroscopically Complete Observations (FRESCO).
Este programa se propôs a analisar sistematicamente uma amostra completa de galáxias de linha de emissão (ELGs) dentro do primeiro bilhão de anos do Big Bang, de acordo com a declaração. ELGs são galáxias que exibem fortes linhas de emissão nos espectros de luz que emitem.
“Essas linhas de emissão aparecem como linhas brilhantes em comprimentos de onda específicos, destacando-se contra o fundo mais escuro do espectro”, diz a declaração.
Os pesquisadores analisaram essas linhas de emissão para coletar dados sobre as distâncias das galáxias na amostra e as forças das linhas de emissão. Esse conhecimento então permitiu que eles medissem a quantidade de estrelas contidas em cada galáxia.
Os astrônomos acreditam amplamente que as galáxias se formam dentro de enormes halos de matéria escura cuja gravidade captura o gás e o força a entrar em estruturas gravitacionalmente ligadas.
Normalmente, apenas 20 por cento desse gás – no máximo – se tornam estrelas e galáxias. Portanto, demora muito tempo para que as galáxias atinjam tamanhos massivos.
Mas os Red Monsters desafiam essa visão. Para que essas galáxias tenham atingido esse tamanho, elas devem estar formando estrelas quase duas vezes mais rápido do que galáxias que foram formadas mais tarde na história cosmológica, concluíram os pesquisadores.
“Nossas descobertas estão remodelando nossa compreensão da formação de galáxias no universo primitivo”, disse Mengyuan Xiao, principal autora do estudo e pesquisadora de pós-doutorado na Universidade de Genebra, na Suíça, no comunicado.
Esta pesquisa se soma a um crescente conjunto de observações de galáxias que contradizem esse entendimento, demonstrando que ainda temos muito a aprender sobre o universo primitivo.
Por exemplo, uma pesquisa do JWST publicada em fevereiro de 2023 encontrou seis galáxias que se formaram apenas 500 a 700 milhões de anos após o Big Bang e são 100 vezes mais massivas do que os astrônomos esperariam que fossem.
Enquanto muitos especialistas acreditam que essas descobertas exigem um reexame dos modelos cosmológicos atuais, outros sugeriram que as observações absurdas podem ser ilusões de ótica.
Um estudo publicado em agosto argumentou que a presença de buracos negros em algumas dessas galáxias primitivas poderia tê-las feito parecer muito mais brilhantes e maiores do que realmente eram.
Chegar ao fundo desse mistério cosmológico exigirá mais investigação dessas galáxias anômalas por meio dos recursos exclusivos do JWST.
“Já em seus primeiros anos de operação, a JWST nos surpreendeu algumas vezes”, disse Wuyts.