Utilizando observações do Telescópio Espacial James Webb, investigadores identificaram um evento de fusão em curso com pelo menos cinco galáxias cerca de 800 milhões de anos após o Big Bang, juntamente com evidências de que a colisão estava a redistribuir elementos pesados para além das próprias galáxias. Antes do Webb, os astrónomos esperavam que as complexas fusões de galáxias e o enriquecimento generalizado do oxigénio e outros produtos da fusão estelar se tornassem comuns muito mais de mil milhões de anos após o Big Bang. Esta descoberta mostra que esses processos já estavam em curso muito antes do que os modelos previam.

O Dr. Weida Hu, investigador pós-doc e autor principal do estudo, e o Dr. Casey Papovich, professor de física e astronomia, ambos da Universidade A&M do Texas, publicaram as suas descobertas na revista Nature Astronomy.

Telescópio Webb revela fusão inesperada de galáxias no início do Universo

Nessa fase inicial da história cósmica, os astrónomos esperam geralmente que as galáxias sejam relativamente pequenas e isoladas. Em vez disso, o sistema recentemente descoberto - apelidado de "Quinteto do JWST" - mostra múltiplas galáxias a interagir numa região compacta do espaço e rodeadas por um halo de gás rico em oxigénio.

"O que torna isto notável é o facto de uma fusão envolvendo um número tão grande de galáxias não ser esperada tão cedo na história do Universo, quando se pensava que as fusões de galáxias eram mais simples e normalmente envolviam apenas duas ou três galáxias", disse Hu.

As primeiras galáxias formaram estrelas a ritmos invulgarmente elevados

O sistema foi identificado nos dados do levantamento JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), uma das campanhas de imagem mais profundas realizadas com o Webb.

Embora as galáxias estejam separadas por dezenas de milhares de anos-luz, ocupam uma região invulgarmente compacta do espaço e formaram estrelas a um ritmo de cerca de 250 vezes a massa do Sol por ano, muito superior à das galáxias típicas da época.

As colisões entre galáxias espalham elementos pesados no espaço circundante

Os investigadores também detetaram um extenso halo de gás incandescente que liga várias das galáxias. O gás emite luz a partir de oxigénio e hidrogénio ionizados. O resultado surpreendente é que este gás se encontra fora das galáxias. Os elementos, como o oxigénio, só são produzidos no interior das estrelas e posteriormente removidos das galáxias durante a colisão.

A análise da equipa sugere que o enriquecimento foi impulsionado principalmente por interações gravitacionais durante a fusão, e não apenas por ventos galácticos, fornecendo evidências diretas de que as colisões de galáxias estavam a moldar os seus ambientes circundantes no Universo jovem.

A descoberta põe em causa os modelos de evolução das primeiras galáxias

Papovich salienta que esta descoberta é importante porque ajuda a explicar um crescente desfasamento entre o que os modelos astronómicos preveem e o que o JWST está realmente a observar.

"Ao mostrar que existe um sistema complexo, impulsionado por fusões, tão cedo, diz-nos que as nossas teorias sobre a maneira como as galáxias se formam - e a rapidez com que o fazem - precisam de ser atualizadas para corresponder à realidade", disse Papovich.

A descoberta pode ajudar a explicar porque é que o Webb identificou um número crescente de galáxias massivas que parecem em grande parte inativas apenas alguns milhares de milhões de anos mais tarde. Se sistemas como o Quinteto do JWST se fundiram rapidamente e esgotaram o seu gás cedo, poderiam evoluir para as galáxias massivas observadas mais tarde.

Futuras observações do Webb vão examinar o movimento do gás e das galáxias no interior do sistema, oferecendo uma visão adicional sobre como as primeiras estruturas cósmicas se formaram.

// Universidade A&M do Texas (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (arXiv)

Quer saber mais?

Galáxias em interação:
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Fusão de galáxias:
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Universo:
Wikipedia
A expansão acelerada do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Universo (Wikipedia)
Fundo cósmico de micro-ondas (Wikipedia)
Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)
Indicadores de distâncias cósmicas (Wikipedia)
“Escada” de distâncias cósmicas (Wikipedia)
Reionização (Wikipedia)

JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey):
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