Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb identificaram uma barra estelar na galáxia GN20, localizada a apenas 1,5 bilhão de anos após o Big Bang.
O achado, publicado no arXiv e detalhado pelo phys.org, questiona fundamentos do modelo padrão da cosmologia.
Barras estelares são estruturas alongadas de estrelas que cruzam o centro galáctico, girando como uma unidade rígida. Elas atuam como funis cósmicos, direcionando gás para o núcleo e impulsionando formação estelar e atividade de buracos negros.
Na vizinhança cósmica, essas estruturas são comuns, como na Via Láctea. Porém, acreditava-se que sua formação exigisse bilhões de anos e que o excesso de gás no universo primitivo impedisse seu surgimento.
O James Webb já havia detectado barras em galáxias até 2 bilhões de anos após o Big Bang, surpreendendo os cientistas. Agora, a descoberta na GN20, uma galáxia massiva e rica em gás no redshift 4, aprofunda o paradoxo.
Liderada por Leindert A. Boogaard, da Universidade de Leiden, a equipe utilizou instrumentos de infravermelho do James Webb para penetrar a poeira e revelar a estrutura interna da galáxia. A análise isofotal confirmou uma barra com sete quiloparsecs de extensão.
Uma análise matemática independente do padrão de luz validou o resultado. A estrutura coincide com uma feição em forma de barra observada em mapas de poeira obtidos pelo radiotelescópio NOEMA.
A descoberta desafia três obstáculos teóricos simultaneamente. Barras intensas tendem a colapsar sob sua própria gravidade, e seu crescimento até sete quiloparsecs exigiria bilhões de anos.
A alta quantidade de gás no universo jovem deveria ter retardado sua formação. No entanto, o estudo sugere que a turbulência no disco interno da galáxia, com alta fração gasosa, supera esses empecilhos.
Os pesquisadores reconhecem incertezas, como a estimativa da massa estelar da barra, dificultada pela poeira. Ainda assim, afirmam que a barra estelar na GN20 é real e significativa.
As observações revelam que a formação estelar se concentra onde a barra encontra o disco externo ao sul. Nesse ponto, o gás se acumula e desencadeia intensa atividade de nascimento de estrelas.
No centro, a barra canaliza material para dentro, alimentando uma explosão estelar nuclear e possivelmente um buraco negro supermassivo. Esse mecanismo explica a extraordinária taxa de formação estelar da GN20, superior a mil massas solares por ano.
Parte dessa taxa elevada é impulsionada pela barra, que empurra gás e poeira para o núcleo. Galáxias como a GN20 podem não representar apenas uma fase evolutiva.
O fluxo de gás movido pela barra poderia elucidar outro enigma cósmico: como galáxias elípticas massivas e inativas do universo atual atingiram esse estado. Algumas parecem ter se apagado precocemente.
Uma vez esgotado o gás formador de estrelas, a galáxia entra em quiescência. A barra estelar, antes considerada improvável no universo primitivo, pode ser a chave para entender o fim abrupto da formação estelar em gigantes cósmicas.
Leia também: James Webb revela a galáxia mais quimicamente primitiva do universo antigo e reescreve origens cósmicas
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