Olhando para as profundezas do Universo primitivo com o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, os astrónomos descobriram algo sem precedentes: uma galáxia com uma estranha assinatura de luz, que atribuem ao facto de o seu gás ofuscar as suas estrelas.

Localizada cerca de mil milhões de anos após o Big Bang, a galáxia GS-NDG-9422 (9422) pode ser um elo perdido na fase de evolução galáctica entre as primeiras estrelas do Universo e as galáxias familiares e bem estabelecidas.

"O meu primeiro pensamento ao olhar para o espetro da galáxia foi 'isto é estranho', que é exatamente o que o telescópio Webb foi concebido para revelar: fenómenos totalmente novos no Universo primitivo que nos ajudarão a compreender como a história cósmica começou", disse o investigador principal Alex Cameron da Universidade de Oxford, Reino Unido.

Cameron contactou o seu colega Harley Katz, teórico, para discutir os estranhos dados. Trabalhando em conjunto, a equipa descobriu que os modelos informáticos de nuvens cósmicas de gás aquecidas por estrelas muito quentes e massivas - a tal ponto que o gás brilhava mais do que as estrelas - correspondiam quase na perfeição às observações do Webb.

"Parece que estas estrelas devem ser muito mais quentes e massivas do que as que vemos no Universo local, o que faz sentido porque o Universo primitivo era um ambiente muito diferente", disse Harley, de Oxford, no Reino Unido, e da Universidade de Chicago, nos EUA.

No Universo local, as típicas estrelas quentes e massivas têm uma temperatura que varia entre 40.000 e 50.000 graus Celsius. De acordo com a equipa, a galáxia 9422 tem estrelas mais quentes do que 80.000 graus Celsius.

Esta comparação dos dados recolhidos pelo Telescópio Espacial James Webb com a previsão de um modelo informático realça a mesma característica inclinada que chamou a atenção do astrónomo Alex Cameron, investigador principal de um novo estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. O gráfico de baixo compara o que os astrónomos esperariam ver numa galáxia "típica", com a sua luz proveniente predominantemente de estrelas (linha branca), com um modelo teórico de luz proveniente de gás nebular quente, que ofusca as estrelas (linha amarela). O modelo vem do colaborador de Cameron, o astrónomo teórico Harley Katz, e juntos aperceberam-se das semelhanças entre o modelo e as observações Webb de Cameron da galáxia GS-NDG-9422 (em cima). A descida invulgar do espetro da galáxia, que conduz a um pico exagerado de hidrogénio neutro, corresponde quase na perfeição ao modelo de Katz de um espetro dominado por gás superaquecido. Embora este seja apenas um exemplo, Cameron, Katz e os seus colegas investigadores consideram que a conclusão de que a galáxia GS-NDG-9422 é dominada por luz nebular, em vez de luz estelar, é o seu ponto de partida mais forte para futuras investigações. Estão à procura de mais galáxias em torno da mesma marca dos mil milhões de anos na história do Universo, na esperança de encontrar mais exemplos de um novo tipo de galáxia, um elo perdido na história da evolução galáctica. Crédito: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI)

A equipa de investigação suspeita que a galáxia se encontra no meio de uma breve fase de intensa formação estelar no interior de uma nuvem de gás denso que está a produzir um grande número de estrelas massivas e quentes. A nuvem de gás está a ser atingida por tantos fotões de luz das estrelas que está a brilhar de forma extremamente intensa.

Para além desta nova característica, o gás nebular que faz brilhar as estrelas é intrigante porque é algo previsto nos ambientes da primeira geração de estrelas do Universo, que os astrónomos classificam como estrelas da População III.

"Sabemos que esta galáxia não tem estrelas da População III, porque os dados do Webb mostram demasiada complexidade química. No entanto, as suas estrelas são diferentes daquelas a que estamos habituados - as estrelas exóticas desta galáxia podem ser um guia para compreender como as galáxias transitaram das estrelas primordiais para os tipos de galáxias que já conhecemos", disse Harley.

A galáxia 9422 é um exemplo desta fase de desenvolvimento galáctico, pelo que ainda há muitas questões a responder. Estas condições são comuns em galáxias nesta época, ou são uma ocorrência rara? Que mais nos podem dizer sobre fases anteriores da evolução das galáxias? Alex, Harley e os seus colegas de investigação estão a identificar ativamente mais galáxias para adicionar a esta população e compreender melhor o que estava a acontecer no Universo nos primeiros mil milhões de anos após o Big Bang.

"Vivemos numa altura muito excitante, em que podemos usar o telescópio Webb para explorar este período do Universo que antes era inacessível", disse Alex. "Estamos apenas no início de novas descobertas e novos conhecimentos".

// ESA (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (arXiv.org)

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