James Webb revela a galáxia mais quimicamente primitiva do universo antigo e reescreve origens cósmicas

O Telescópio Espacial James Webb mirou um tênue ponto de luz perdido na vastidão do cosmos primordial e flagrou o que parece ser o alvorecer químico de tudo o que conhecemos. A estrutura, batizada de LAP1-B, revelou-se a galáxia mais pobre em metais já observada nos confins do universo, desafiando modelos cosmológicos e acendendo uma centelha de fascínio entre os astrônomos.

A descoberta transporta o olhar humano para uma era de trevas quase impenetrável, o período entre 380 mil e 1 bilhão de anos após o Big Bang. Era a chamada Época da Reionização, quando o cosmos ainda estava mergulhado em hidrogênio neutro e a luz das primeiras estrelas lutava para romper a escuridão primordial.

Com seus instrumentos infravermelhos de precisão inédita, o Webb conseguiu perfurar esse véu opaco e extrair o espectro químico de uma galáxia ultrafraca que existiu há mais de 13 bilhões de anos. O feito foi amplificado por um truque da natureza: um aglomerado de galáxias massivas à frente da LAP1-B atuou como lente gravitacional, distorcendo o espaço-tempo e ampliando a luz do objeto distante em cerca de cem vezes.

Foi essa lupa cósmica que permitiu aos cientistas acumularem 30 horas de observação profunda e decifrarem, pela primeira vez, a composição química de uma galáxia tão arcaica. O que emergiu dos dados, segundo relatou o portal Live Science, foi uma assinatura espantosa e bela em sua simplicidade elementar.

A LAP1-B exibiu uma abundância de oxigênio equivalente a apenas 1/240 daquela encontrada no nosso Sol, um recorde absoluto de pobreza química. O professor associado Kimihiko Nakajima, da Universidade de Kanazawa e líder da pesquisa publicada na revista Nature em 13 de maio, não conteve o assombro diante do espectro obtido.

‘Fiquei instantaneamente emocionado com a extrema falta de oxigênio revelada nos dados’, confessou Nakajima em um comunicado institucional. ‘Encontrar uma galáxia em um estado tão primitivo é surpreendente; é uma assinatura química que indica claramente uma galáxia primordial capturada nos momentos logo após sua formação.’

A narrativa que se desenha a partir dessa assinatura é a dos primeiros sopros de vida do universo. Nos instantes seguintes ao Big Bang, apenas hidrogênio e hélio existiam, enquanto todos os elementos pesados que compõem planetas e corpos vivos – carbono, oxigênio, ferro – ainda não haviam sido forjados nas fornalhas estelares.

Esses tijolos da complexidade surgiram apenas com a primeira geração de estrelas, as hipotéticas estrelas de População III, gigantes que queimaram rápido e explodiram como supernovas para semear o cosmos com metais. A LAP1-B parece ser um relicário quase intocado dessa nucleossíntese inaugural, um testemunho vivo da química dos primeiros sóis.

Os dados do Webb revelaram não apenas a escassez de oxigênio, mas uma intrigante proporção elevada de carbono em relação a esse elemento, um traço que coincide de forma impressionante com as previsões teóricas para o material disperso pelas explosões das estrelas de População III. A galáxia também se mostrou incrivelmente leve, com uma massa estelar inferior a 3.300 massas solares, o que implica que a maior parte de sua estrutura é composta por um halo dominante de matéria escura.

Essa combinação de características – química primitiva, razão carbono-oxigênio peculiar e domínio da matéria escura – faz da LAP1-B um elo perdido na evolução galáctica. O professor Masami Ouchi, do Observatório Astronômico Nacional do Japão e da Universidade de Tóquio, apontou a profunda sintonia com as galáxias anãs ultrafracas que orbitam a Via Láctea na atualidade.

‘Elas não são apenas as galáxias mais fracas; são compostas por estrelas antigas com mais de 12 bilhões de anos e muitas vezes descritas como fósseis do universo’, explicou Ouchi. ‘Os astrônomos suspeitavam que pudessem ser os restos das primeiras galáxias do universo porque carecem de elementos pesados, mas nunca tiveram uma ligação direta — até encontrarmos a LAP1-B.’

O espanto do pesquisador ao ver a teoria materializada em observação foi inequívoco: ‘É uma surpresa profunda descobrir que a LAP1-B se parece exatamente com o ‘ancestral’ que havíamos imaginado apenas em teorias. Isso nos ajuda a resolver o mistério de por que esses fósseis cósmicos sobreviveram em sua forma atual até os dias de hoje.’

A descoberta entrega à astronomia uma nova rota para mapear o nascimento dos elementos pesados e a construção das estruturas mais antigas do universo. A equipe de Nakajima planeja agora usar os dados do Webb para vasculhar objetos ainda mais quimicamente puros, em uma busca que remonta às primeiras sementes de luz já formadas.

‘Esperamos que esta descoberta marque um passo histórico na compreensão de como os elementos que compõem nossos próprios corpos nasceram e se acumularam pelo universo’, afirmou Nakajima. O eco de uma galáxia fóssil, vibrando a 800 milhões de anos-luz da criação, nos lembra que somos, no fundo, poeira de estrelas primordiais que um dia explodiram para que pudéssemos existir.