Duas equipas de astrónomos detetaram oxigénio na galáxia mais distante confirmada até hoje, a JADES-GS-z14-0. Esta descoberta sugere que a galáxia é quimicamente mais evoluída do que o esperado para o Universo primordial, levando os cientistas a reconsiderar a velocidade com que as primeiras galáxias se formaram.
Descoberta no ano passado pelo Telescópio Espacial James Webb, a galáxia JADES-GS-z14-0 está tão longe que a sua luz demorou 13,4 mil milhões de anos a chegar até nós. Isso significa que a estamos a observar tal como era quando o Universo tinha menos de 300 milhões de anos, apenas 2% da sua idade atual.
A deteção de oxigénio, descrita em dois estudos distintos, foi possível graças ao Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um conjunto de radiotelescópios no Chile do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é parceiro.
Evolução rápida e inesperada
A deteção de oxigénio indica que esta galáxia é quimicamente mais evoluída do que os modelos previam.
"É como encontrar um adolescente onde só esperávamos bebés", diz Sander Schouws, autor principal de um dos estudos.
"Os resultados mostram que esta galáxia se formou muito rapidamente, está também a evoluir muito depressa, o que reforça as provas de que a formação de galáxias no Universo primordial ocorreu muito mais depressa do que esperávamos",explica num comunicado de imprensa Sander Schouws, candidato a doutoramento no Observatório de Leiden, nos Países Baixos, e autor principal de um dos estudos, aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.
Como nascem e evoluem as galáxias
As galáxias começam com estrelas jovens, compostas essencialmente por hidrogénio e hélio, os elementos mais leves do Universo. Elementos mais pesados, como o oxigénio, formam-se no interior das estrelas e são libertados no espaço quando estas morrem.
Os cientistas pensavam que, com 300 milhões de anos, o Universo era ainda demasiado jovem para ter galáxias repletas de elementos pesados. No entanto, os novos estudos indicam que a JADES-GS-z14-0 contém até dez vezes mais oxigénio do que o esperado para esta época cósmica.
“ Estes resultados bastante inesperados surpreenderam-me, porque nos abrem uma nova perspetiva sobre as primeiras fases da evolução galáctica ” , afirma Stefano Carniani, investigador da Scuola Normale Superiore, em Pisa, e autor principal do outro estudo, a publicar na Astronomy & Astrophysics .
“Se uma galáxia já está tão desenvolvida num Universo tão jovem, temos de reavaliar os nossos modelos sobre quando e como é que as galáxias se formaram ”
Uma galáxia no alvorecer do Universo
A presença de oxigénio permitiu também medições extremamente precisas da distância a que a JADES-GS-z14-0 se encontra de nós.
“Esta deteção do ALMA fornece uma medição com uma precisão extraordinária, com uma margem de erro de apenas 0,005% – o equivalente a uma exatidão de 5 cm numa distância de 1 km. Este nível de precisão ajuda-nos a compreender melhor as propriedades das galáxias distantes”, explica Eleonora Parlanti, estudante de doutoramento na Scuola Normale Superiore de Pisa e coautora do estudo publicado na Astronomy & Astrophysics.
Embora a JADES-GS-z14-0 tenha sidoidentificada pelo Telescópio Espacial James Webb, a confirmação da sua grande distância só foi possível com as medições do ALMA.
"Isto mostra a espantosa sinergia que existe entre o ALMA e o JWST, e que nos ajuda a compreender melhor a formação e evolução das primeiras galáxias", diz Rychard Bouwens, membro da equipa no Observatório de Leiden.
O astrónomo Gergö Popping, do ESO, que não participou nos estudos, reforça a importância desta descoberta:
“Fiquei realmente surpreendido com a deteção inequívoca de oxigénio na JADES-GS-z14-0. Estes resultados sugerem que as galáxias se podem ter formado muito mais rapidamente após o Big Bang do que pensávamos. Esta é mais uma prova do papel essencial que o ALMA desempenha na descoberta das condições em que as primeiras galáxias se formaram no nosso Universo".
