As primeiras galáxias massivas, aquelas que se formaram nos três bilhões de anos após o Big Bang, deveriam conter grandes quantidades de gás hidrogênio frio, o combustível necessário para fabricar estrelas.
© ALMA/Hubble (composição do aglomerado de galáxias MACSJ 0138)
Mas os cientistas que observaram o Universo primitivo com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e com o telescópio espacial Hubble descobriram algo estranho: meia-dúzia de galáxias massivas primitivas que ficaram sem combustível. Estas seis galáxias desprovidas de formação estelar, selecionadas para observação pelo levantamento REQUIEM (REsolving QUIEscent Magnified galaxies at high redshift), são inconsistentes com o que se espera do Universo inicial.
"As galáxias mais massivas do Universo viveram depressa e furiosamente, criando as suas estrelas num período de tempo notavelmente curto. O gás, o combustível da formação estelar, deve ser abundante nestes primeiros tempos do Universo," disse Kate Whitaker, professora assistente de astronomia na Universidade de Massachusetts, EUA.
Para melhor compreender como as galáxias se formaram e morreram, a equipe observou-as com o telescópio espacial Hubble, que revelou detalhes sobre as estrelas que residem nas galáxias. Observações simultâneas com o ALMA revelaram a emissão contínua das galáxias - um rastreador de poeira - em comprimentos de onda milimétricos, permitindo que fosse inferida a quantidade de gás nas galáxias.
A utilização dos dois telescópios é propositada e cuidadosa, já que o objetivo do REQUIEM é usar lentes gravitacionais fortes como um telescópio natural para observar galáxias dormentes com resolução espacial mais alta. Isto, por sua vez, fornece uma visão clara do que se passa no interior das galáxias, uma tarefa muitas vezes impossível naquelas sem combustível cósmico.
Se uma galáxia não estiver produzindo muitas estrelas novas, torna-se muito tênue, muito depressa, de modo que é difícil ou impossível observá-la em detalhe com qualquer telescópio individual. O REQUIEM resolve isto estudando galáxias com lentes gravitacionais, o que significa que a sua luz é esticada e ampliada à medida que se dobra e se deforma em torno de outras galáxias muito mais perto da Via Láctea. Desta forma, a lente gravitacional, em combinação com o poder de resolução e a sensibilidade do Hubble e do ALMA, atua como um telescópio natural e faz com que estas galáxias moribundas pareçam maiores e mais brilhantes do que na realidade são.
As novas observações mostraram que a cessação da formação estelar nas seis galáxias alvo não foi provocada por uma súbita ineficiência na conversão de gás frio em estrelas. Em vez disso, foi o resultado do esgotamento e remoção dos reservatórios de gás nas galáxias.
"Ainda não entendemos porque é que isto acontece, mas é possível que ou o suprimento primário de gás que abastece a galáxia tenha sido cortado ou que talvez um buraco negro supermassivo esteja injetando energia que mantém o gás na galáxia quente," disse Christina Williams, astrônoma da Universidade do Arizona. "
O estudo também representa uma série de inovações importantes na medição das primeiras galáxias massivas, sintetizando informações que vão guiar, nos próximos anos, os estudos futuros do Universo primitivo.
Embora a equipe saiba agora que estas galáxias estão sem combustível e que algo as está impedindo de formar novas estrelas, o estudo representa apenas a primeira de uma série de investigações sobre o que fez as primeiras galáxias massivas desaparecerem, ou não.
"Ainda temos muito que aprender sobre porque é que as galáxias mais massivas se formaram tão cedo no Universo e porque é que pararam a sua formação estelar quando tanto gás frio ainda estava disponível," disse Whitaker. "O simples fato de que estes monstros gigantescos do cosmos formaram 100 bilhões de estrelas em apenas um bilhão de anos e, de repente, interromperam a sua formação estelar, é um mistério que todos gostaríamos de resolver, e o REQUIEM forneceu a primeira pista."
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature.
Fonte: National Radio Astronomy Observatory
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