Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb descobriram uma característica inesperada em uma galáxia distante e primitiva. Embora o universo tenha se formado quando ainda era muito jovem, esta galáxia não mostra sinais de rotação.
Este comportamento normalmente só é visto em galáxias muito grandes e maduras que estão muito mais próximas da Terra, explicou Ben Forrest, pesquisador associado do Departamento de Física e Astronomia da UC Davis e principal autor do estudo, publicado em 4 de maio em Astronomia da natureza.
“Este em particular não mostrou qualquer evidência de rotação, o que foi surpreendente e muito interessante”, disse Forrest.
Por que a rotação das galáxias é esperada
Os modelos atuais sugerem que as galáxias começam a girar à medida que se formam. O gás que flui e a força da gravidade criam um momento angular, colocando esses sistemas em movimento.
As galáxias podem colidir e fundir-se ao longo de milhares de milhões de anos, especialmente em aglomerados densos. Essas interações repetidas podem aumentar ou cancelar o giro. Como resultado, algumas galáxias próximas mostram pouca rotação geral e, em vez disso, reflectem estrelas que se movem em direcções aleatórias.
Como se espera que esta transformação demore muito tempo, é surpreendente vê-la na galáxia XMM-VID1-2075, quando o Universo tinha menos de 2 mil milhões de anos.
Uma enorme galáxia que se formou cedo
Forrest e seus colegas, membros do estudo MAGAZ3NE (Massive Ancient Galaxies at z>3 NEar-Infrared), já estudaram esta galáxia usando o Observatório WM Keck no Havaí.
“Observações anteriores da MAGAZ3NE confirmaram que é uma das galáxias mais massivas do Universo primitivo, já contendo várias vezes mais estrelas do que a Via Láctea, e também confirmaram que já não está a formar novas estrelas, tornando-a um alvo atraente para observações de acompanhamento,” disse Forrest.
O Telescópio Webb detecta movimento interno
Usando o Telescópio Espacial James Webb, a equipe examinou XMM-VID1-2075 junto com outras duas galáxias da mesma época. Isso lhes permitiu rastrear como o material se movia dentro de cada sistema.
“Este tipo de trabalho tem sido feito muito com galáxias próximas porque estão mais próximas e maiores, e por isso podemos fazer este tipo de estudos a partir do solo, mas é muito difícil fazê-lo com galáxias com elevado desvio para o vermelho porque parecem muito mais pequenas no céu,” disse Forrest. “(O Telescópio Espacial James Webb) realmente amplia a fronteira para este tipo de pesquisa.”
Entre as três galáxias, uma gira claramente, outra mostra uma estrutura irregular e a terceira não mostra rotação, mas sim um forte movimento aleatório de suas estrelas.
“É consistente com algumas das galáxias mais massivas do universo local, mas foi um pouco surpreendente encontrá-lo tão cedo”, disse Forrest.
O que pode parar a rotação da galáxia
Agora os pesquisadores estão tentando entender como esta galáxia se tornou tão rapidamente o que os cientistas chamam de “slow spinner”.
Uma explicação possível não é uma longa história de fusões múltiplas, mas uma colisão dramática. Se duas galáxias girando em direções quase opostas colidirem, seus movimentos podem ser cancelados.
“Para esta galáxia em particular, vemos um grande excesso de luz lateral. Isto sugere que há algum outro objeto que entrou e está interagindo com o sistema e potencialmente mudando a sua dinâmica”, disse Forrest.
Procurando por mais galáxias sem spin
A equipe continua a procurar galáxias semelhantes no universo primitivo. Ao comparar as observações com simulações de computador, os cientistas podem testar se as teorias atuais de formação de galáxias estão corretas.
“Existem algumas simulações que prevêem que haverá um número muito pequeno destas galáxias não rotativas no Universo, mas esperam que sejam bastante raras. Portanto, esta é uma forma de testarmos estas simulações e realmente descobrirmos quão difundidas são, e isso pode dar-nos informações sobre se as nossas teorias desta evolução estão corretas”, disse Forrest.
Os co-autores adicionais do artigo são: Brian K. Lemo, California Institute at Davis e Gemini Observatory, Hawaii; Adam Mazin e Adit H. Edward, Universidade de York, Toronto; Danilo Marchesini, Richard Penn e Nehir Ozden, Universidade Tufts; Jacqueline Antwi-Dansa, Universidade de Toronto; Wenjun Chang, UC Riverside; MC Cooper e Stephanie M. Urbana Stawinski, UC Irvine; Percy Gomez, Observatório WM Keck, Kamuela, Havaí; Lucas Kimmig e Rhea-Silvia Remus, Ludwig-Maximilians-Universidade de Munique, Alemanha; Ian McConachie, Universidade de Wisconsin-Madison; Alison Noble, Universidade Estadual do Arizona; e Gillian Wilson e ME Wisz, UC Merced.
A pesquisa foi apoiada por doações da NASA, do Space Telescope Science Institute e da National Science Foundation.
