ALMA DESCOBRE GALÁXIA ESPIRAL MAIS ANTIGA 25 de maio de 2021
Imagem ALMA da galáxia BRI 1335-0417 há 12,4 mil milhões de anos. O ALMA detetou emissões de iões de carbono na galáxia. Os braços espirais são visíveis em ambos os lados da área brilhante e compacta no centro da galáxia.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Tsukui e S. Iguchi
Ao analisarem dados obtidos com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), investigadores encontraram uma galáxia com morfologia espiral no Universo, apenas 1,4 mil milhões de anos após o Big Bang. Esta é a galáxia mais antiga do seu tipo já observada. A descoberta de uma galáxia com uma estrutura espiral num estágio tão inicial é uma pista essencial para resolver as questões clássicas da astronomia: "Como e quando é que as galáxias espirais se formam?"
"Eu estava animado porque nunca tinha visto evidências tão claras de um disco em rotação, de uma estrutura em espiral, e de uma estrutura de massa centralizada numa galáxia distante em qualquer literatura anterior," diz Takafumi Tsukui, estudante da SOKENDAI e autor principal do artigo científico publicado na revista Science. "A qualidade dos dados do ALMA era tão boa que consegui ver tantos detalhes que pensei que fosse uma galáxia próxima."
A Via Láctea, onde vivemos, é uma galáxia espiral. As galáxias espirais são objetos fundamentais no Universo, correspondendo a até 70% do número total de galáxias. No entanto, estudos mostraram que a proporção de galáxias espirais diminui rapidamente quando olhamos para trás na história do Universo. Então, quando é que as galáxias espirais se formaram?
Tsukui e o seu supervisor Satoru Iguchi, professor da SOKENDAI e do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), notaram uma galáxia chamada BRI 1335-0417 no Arquivo Científico do ALMA. A galáxia existia há 12,4 mil milhões de anos e continha uma grande quantidade de poeira que obscurece a luz das estrelas, tornando difícil o seu estudo detalhado no visível. Por outro lado, o ALMA pode detetar emissões de rádio de iões de carbono na galáxia, permitindo que os astrónomos investiguem o que está a acontecer na galáxia.
Os cientistas descobriram uma estrutura espiral que se estende por cerca de 15.000 anos-luz a partir do centro da galáxia: um-terço do tamanho da Via Láctea. A massa total estimada de estrelas e matéria interestelar em BRI 1335-0417 é quase idêntica à da Via Láctea.
"Dado que BRI 1335-0417 é um objeto muito distante, podemos não ser capazes de ver a verdadeira borda da galáxia nesta observação," comenta Tsukui. "Para uma galáxia que existia no início do Universo, BRI 1335-0417 era gigante."
Então a questão é: como é que esta estrutura espiral distinta se formou apenas 1,4 mil milhões de anos após o Big Bang? Os investigadores consideraram várias causas possíveis e sugeriram que podia ser devida a uma interação com uma pequena galáxia. BRI 1335-0417 está a formar ativamente estrelas, e os cientistas descobriram que o gás na parte externa da galáxia é gravitacionalmente instável, o que leva à formação estelar. É provável que esta situação ocorra quando uma grande quantidade de gás é fornecida de fora, possivelmente devido a colisões com galáxias mais pequenas.
O destino de BRI 1335-0417 também está envolto em mistério. Pensa-se que as galáxias que contêm grandes quantidades de poeira e produzem ativamente estrelas no Universo antigo sejam os antepassados das galáxias elípticas gigantes no Universo atual. Nesse caso, BRI 1335-0417 mudará a sua forma de galáxia de disco para elíptica no futuro. Ou, ao contrário da visão convencional, a galáxia poderá permanecer uma galáxia espiral durante muito tempo. BRI 1335-0417 desempenhará um papel essencial no estudo da evolução das formas galácticas ao longo da extensa história do Universo.
"O nosso Sistema Solar está alojado num dos braços espirais da Via Láctea," explica Iguchi. "O rastreamento das raízes da estrutura espiral vai dar-nos pistas sobre o ambiente em que o Sistema Solar nasceu. Espero que esta investigação avance ainda mais a nossa compreensão da história da formação das galáxias."
