Novas imagens do Telescópio Espacial James Webb (JWST) revelam pela primeira vez galáxias com barras estelares – estruturas alongadas de estrelas, que se estendem desde os centros das galácticos até aos seus discos externos – que remontam a uma época em que o Universo tinha apenas 25% da sua idade atual.A descoberta das chamadas galáxias barradas, semelhantes à Via Láctea, numa fase tão inicial do Universo vai exigir que os cientistas melhorem as teorias de evolução galáctica.

O poder do JWST para mapear galáxias em alta resolução e em comprimentos de onda infravermelhos (mais longos que os conseguidos pelo Hubble) permite olhar através da poeira e revelar a estrutura subjacente e a massa de galáxias distantes. É o que se pode ver nestas duas imagens da galáxia EGS23205, em que surge tal como era há cerca de 11 mil milhões de anos. À esquerda, na imagem do Hubble no infravermelho próximo, a galáxia é pouco mais que uma mancha em forma de disco, obscurecida pela poeira e afetada pelo brilho de estrelas jovens. Mas à direita, na imagem correspondente do JWST no infravermelho médio (obtida no verão passado), vemos uma bela galáxia espiral com uma nítida barra estelar. Crédito ASA/CEERS/University of Texas at Austin.

As imagens do Telescópio Espacial Hubble, que é anterior ao James Webb, nunca detetaram barras em épocas tão remotas. Numa imagem do Hubble, a galáxia EGS-23205 é pouco mais que uma mancha em forma de disco, mas na imagem correspondente do JWST, obtida no verão passado, é uma bela galáxia espiral com uma nítida barra estelar.

“Olhei para estes dados e disse: “Vamos pôr de parte tudo o resto!’”, disse Shardha Jogee, professora de astronomia na Universidade do Texas em Austin. “As barras dificilmente visíveis nos dados do Hubble saltam à vista na imagem do JWST, mostrando o tremendo poder do JWST para ver a estrutura subjacente nas galáxias”, disse, descrevendo os dados do CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science Survey), liderado pelo Professor Steven Finkelstein, também da UT Austin.

A equipa identificou outra galáxia barrada, EGS-24268, que remonta a 11 mil milhões de anos atrás, estando assim perante as duas galáxias barradas mais antigas até hoje descobertas.

No artigo aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal Letters, a equipa destaca estas duas galáxias e mostra exemplos de outras quatro galáxias barradas com mais de 8 mil milhões de anos.

“Para este estudo, estamos perante um novo regime onde ninguém antes tinha usado este tipo de dados ou feito este tipo de análise quantitativa,” disse Yuchen ‘Kay’ Guo, o estudante que liderou a análise, “assim, é tudo novo. É como entrar numa floresta onde ninguém tinha entrado.”

As barras desempenham um papel importante na evolução da galáxia ao canalizarem o gás para as regiões centrais, impulsionando a formação de estrelas.

“As barras resolvem o problema da cadeia de abastecimento nas galáxias”, disse Jogee. “Tal como precisamos de levar matéria-prima do porto para as fábricas para produzir novos produtos, uma barra transporta eficazmente gás para a região central, onde é rapidamente convertido em novas estrelas a uma taxa em geral 10 a 100 vezes mais rápida do que no resto da galáxia.”

As barras também ajudam a desenvolver buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, canalizando o gás.

A descoberta de barras durante estas épocas iniciais abala de várias formas os cenários de evolução das galáxias.

“Esta descoberta significa que os modelos de evolução galáctica têm agora uma nova via, através de barras, para acelerar a produção de novas estrelas nas épocas iniciais”, disse Jogee.

E a própria existência destas primeiras barras desafia os modelos teóricos, uma vez que é preciso acertar a física das galáxias para prever a abundância correta de barras. A equipa irá testar diferentes modelos nos seus próximos trabalhos.

O JWST pode revelar melhor do que o Hubble estruturas em galáxias distantes por dois motivos. Em primeiro lugar, o seu maior espelho oferece mais capacidade de captação de luz, permitindo ver mais longe e com maior resolução. Em segundo lugar, consegue ver melhor através da poeira, pois observa em comprimentos de onda infravermelhos mais longos do que o Hubble.

Montagem de imagens do JWST que mostra seis exemplos de galáxias barradas, duas das quais representam os mais remotos tempos identificados e caracterizados quantitativamente até ao momento. As legendas no canto superior esquerdo de cada figura mostram a época em retrospetiva de cada galáxia, variando entre 8,4 e 11 mil milhões de anos, quando o Universo tinha apenas entre 40% e 20% de sua idade atual. Crédito: NASA/CEERS/University of Texas at Austin.

Os estudantes Eden Wise e Zilei Chen desempenharam um papel fundamental na investigação, revendo centenas de galáxias, procurando as que pareciam ter barras, o que ajudou a reduzir a lista para algumas dezenas para que outros investigadores pudessem analisar com uma abordagem matemática mais aprofundada.

Participaram também no estudo Steven Finkelstein, Micaela Bagley e Maximilien Franco, da UT Austin, e dezenas de investigadores de outras instituições dos EUA, Reino Unido, Japão, Espanha, França, Itália, Austrália e Israel.

 

🇬🇧 English version available here

 

Fonte da notícia: UT

Tradução: Teresa Direitinho

Classificação dos leitores
[Total: 0 Média: 0]