Um novo estudo mostra que galáxias em forma de disco, como a nossa Via Láctea, são mais comuns e antigas do que se pensava, desafiando as teorias sobre a formação de estruturas no Universo.
Os pesquisadores usaram o Telescópio Espacial James Webb (JWST), o mais poderoso e avançado telescópio já construído, para observar galáxias distantes que existiam quando o Universo tinha apenas 10% da sua idade atual.
Eles descobriram que essas galáxias eram surpreendentemente maduras e organizadas, com discos giratórios e braços espirais, características que se pensava serem raras ou inexistentes no início do Universo.
“Essa descoberta muda completamente o nosso entendimento de como o Universo evoluiu”, disse o professor Steven Finkelstein, da Universidade do Texas em Austin, um dos líderes do estudo. “Nós pensávamos que as primeiras galáxias eram pequenas, caóticas e irregulares, mas agora vemos que algumas delas já tinham formas bem definidas e estruturas complexas.”
O JWST é um projeto conjunto da NASA, da Agência Espacial Europeia (ESA) e da Agência Espacial Canadense (CSA), lançado em dezembro de 2021. Ele opera em uma órbita ao redor do Sol, a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra, e tem um espelho primário de 6,5 metros de diâmetro, capaz de captar luz infravermelha de objetos muito distantes e fracos.
Com o JWST, os pesquisadores puderam estudar cerca de 300 galáxias que existiam entre 800 milhões e 1,5 bilhão de anos após o Big Bang, o evento que deu origem ao Universo há cerca de 13,8 bilhões de anos. Eles usaram uma técnica chamada espectroscopia para medir a velocidade, a temperatura, a composição química e a forma das galáxias.
Os resultados mostraram que cerca de 15% das galáxias observadas tinham discos giratórios e braços espirais, semelhantes às galáxias que vemos hoje. Essas galáxias também tinham uma alta taxa de formação de estrelas, produzindo cerca de 100 novas estrelas por ano. Para comparar, a nossa Via Láctea produz cerca de uma ou duas novas estrelas por ano.
“Essas galáxias são verdadeiras fábricas de estrelas”, disse a professora Alice Shapley, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, outra líder do estudo. “Elas são muito brilhantes e ativas, e nos mostram como as primeiras gerações de estrelas se formaram no Universo.”
A descoberta dessas galáxias antigas e maduras também levanta novas questões sobre a matéria escura no início do Universo. A matéria escura é uma substância misteriosa que não emite nem reflete luz, mas que exerce uma forte influência gravitacional sobre a matéria normal. Ela compõe cerca de 85% da massa do Universo e é essencial para explicar como as galáxias se formaram e se agruparam.
Os pesquisadores dizem que é preciso repensar a forma como a matéria escura interagiu com a matéria normal no início do Universo, para permitir que as galáxias em forma de disco se formassem tão cedo.
“Essas galáxias são um desafio para os modelos teóricos que tentam explicar a formação das primeiras estruturas no Universo”, disse o professor Rychard Bouwens, da Universidade de Leiden, na Holanda, outro autor do estudo. “Nós precisamos entender melhor como a matéria escura se comportou naquela época e como ela influenciou a evolução das galáxias.”
O estudo faz parte de um programa chamado JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), que tem como objetivo explorar as propriedades das galáxias mais distantes e antigas do Universo, usando o poder e a sensibilidade do JWST. O programa envolve mais de 100 cientistas de 40 instituições ao redor do mundo.
Os pesquisadores esperam continuar a observar essas galáxias fascinantes com o JWST, e também com outros telescópios espaciais e terrestres, para revelar mais detalhes sobre a sua história, a sua dinâmica e a sua química.
“O JWST é uma ferramenta incrível que nos permite ver o Universo como nunca antes”, disse o professor Finkelstein. “Nós estamos apenas começando a descobrir os seus segredos e as suas surpresas.”
O novo telescópio espacial James Webb revelou que galáxias em forma de disco, como a nossa Via Láctea, são mais antigas do que se pensava, desafiando as teorias sobre a formação de estruturas no Universo. Essas galáxias mostram como as primeiras estrelas se formaram e como a matéria escura influenciou a evolução das galáxias. Os pesquisadores esperam aprender mais sobre essas galáxias com o JWST e outros telescópios, para entender melhor a história e o destino do Universo.
