Uma das galáxias mais distantes já observadas provavelmente está girando, dizem os astrônomos. Uma equipe internacional liderada por Tsuyoshi Tokuoka, da Universidade de Waseda, Japão, descobriu o movimento usando observações do Atacama Large Millimetre/submillimeter Array (ALMA) no Chile. O resultado oferece novos insights cruciais sobre a evolução de galáxias recém-formadas e pode fornecer orientações úteis para as próximas observações com o Telescópio Espacial James Webb (JWST).
Quando as galáxias começaram a se formar, o universo estava em sua “idade das trevas” – um período em que praticamente toda a matéria era fria e transparente. À medida que a matéria colapsava sob a gravidade, as galáxias se formavam, dando início à formação de estrelas nos centros galácticos nascentes e desencadeando a chamada “época de reionização” que encerrou a idade das trevas. A partir daí, a formação estelar se espalhou em discos galácticos rotativos, onde agora residem estrelas mais novas.
Os astrônomos ainda têm muito a aprender sobre a física que governou essas antigas galáxias. Para lançar uma nova luz sobre essas questões, incluindo as origens da rotação galáctica, Tokuoka e seus colegas recorreram às observações do ALMA. Este instrumento revolucionou a observação de galáxias distantes e altamente desviadas para o vermelho, devido às suas impressionantes resoluções espaciais e de frequência.
No estudo mais recente, os pesquisadores usaram o ALMA para estudar o MACS1149-JD1: uma galáxia com lentes gravitacionais que fica a mais de 10 bilhões de anos-luz de distância, tornando-a um dos objetos mais distantes já confirmados. Através da espectroscopia, os astrônomos descobriram que JD1 contém uma população de estrelas de aproximadamente 300 milhões de anos, colocando suas origens bem dentro da idade das trevas do universo – apenas 270 milhões de anos após o Big Bang.
Diferentes redshifts
A equipe examinou os comprimentos de onda característicos emitidos pelo oxigênio duplamente ionizado (O III) em JD1. Este gás é amplamente encontrado em remanescentes de supernovas, tornando-se um componente chave do material no meio interestelar. Graças à resolução do ALMA, a equipe conseguiu identificar variações no desvio para o vermelho das emissões de O III em diferentes partes da galáxia. Isso revelou um gradiente na velocidade do material no meio interestelar de JD1 – com um lado da galáxia exibindo um desvio para o vermelho distintamente diferente.
Esta observação satisfez quase todos os critérios que devem ser cumpridos para confirmar que uma galáxia está girando, tornando-se o exemplo mais antigo de um disco giratório já descoberto. Sua velocidade rotacional também era muito mais lenta do que a encontrada em outras galáxias, incluindo a nossa – sugerindo que o movimento rotacional de JD1 ainda está em seus estágios iniciais.
O estudo de rotação da galáxia descarta a gravidade modificada, ou não?
O resultado, descrito em As Cartas do Jornal Astrofísico, significa que os astrônomos têm um registro de velocidades de rotação galáctica abrangendo mais de 95% da história total do universo, o que os membros da equipe dizem ser um passo importante na compreensão de como as características físicas das galáxias evoluem. Tokuoka e seus colegas agora esperam que muitas questões restantes sejam respondidas em breve com a ajuda do JWST, o que deve permitir que eles identifiquem as idades de populações estelares específicas dentro da galáxia.
