O Observatório Espacial Herschel da ESA descobriu uma galáxia extremamente distante gerando novas estrelas mais de 200 vezes mais rapidamente do que a nossa Via Láctea. Observada no momento em que o universo tinha menos de um bilhão de anos de vida, sua mera existência já desafia as nossas teorias sobre a evolução das galáxias.
A galáxia, conhecida como HFLS3, aparece como uma pequena e apagada fumaça avermelhada nas imagens feitas com o Herschel Multi-tiered Extragalactic Survey (HerMES). Ainda que a aparência possa enganar, essa pequena região esfumaçada é na verdade uma fábrica de estrelas, que está transformando furiosamente o gás e a poeira em novas estrelas.
A nossa própria Via Láctea gera estrelas numa taxa equivalente a uma massa solar por ano, mas a HFLS3, está gerando essas novas estrelas mais de 2000 vezes mais rápida. Essa é uma das mais elevadas taxas de formação de estrelas já observada em uma galáxia.
A distância extrema da HFLS3, significa que a sua luz tem viajado por quase 13 bilhões de anos através do espaço antes de nos alcançar. Nós estamos observando-a quando o universo era uma criança, ou seja, apenas 880 milhões de anos depois do Big Bang, ou quando o universo tinha 6.5% da sua idade atual.
Mesmo tão jovem, a HFLS3 já tinha uma massa semelhante à massa da Via Láctea, com aproximadamente 140 bilhões de vezes a massa do Sol na forma de estrelas e na forma de material de formação de estrelas. Depois de 13 bilhões de anos, ela deveria ter crescido para ser grande como as galáxias mais massivas conhecidas no universo.
Isso faz desse objeto um enigma. De acordo com as teorias atuais de evolução das galáxias, galáxias massivas como a HFLS3 deveriam não estar presentes tão logo depois do Big Bang assim.
Espera-se que as primeiras galáxias que se formaram fossem relativamente pequenas e leves, contendo somente poucos bilhões de vezes a massa do Sol. Elas formaram suas primeiras estrelas a uma taxa poucas vezes superior à da Via Láctea, atualmente.
As pequenas galáxias então cresceram se alimentando do gás frio do espaço intergaláctico e por meio de fusões com outras pequenas galáxias. Assim sendo, encontrando a idade onde as primeiras galáxias massivas apareceram pode-se restringir a teoria sobre a evolução das galáxias. Mas isso não é fácil.
“Procurar os primeiros exemplos dessas fábricas estelares massivas no universo é como procurar uma agulha num palheiro, já que o conjunto de dados do Herschel é extremamente rico”, disse Dominik Riechers da Universidade Cornell que liderou o estudo.
Dezenas de milhares de galáxias massivas com formação de galáxias têm sido detectadas pelo Herschel, como parte do HerMES, e procurar nelas para encontrar as mais interessantes é um desafio.
“Essa galáxia em particular chamou a atenção pois ela era brilhante, e bem vermelha se comparada com as outras como ela”, disse o copesquisador Dave Clements, do Imperial College de Londres.
A cor vermelha nesse caso significa que ela é mais brilhante em comprimentos de onda do infravermelho mais longo e, devido ao efeito do desvio para o vermelho, ou seja, do redshift, essa pode ser uma candidata para estar localizada a uma grande distância. As observações posteriores feitas com um conjunto de telescópios em Terra confirmaram que a HFLS é a galáxia mais distante desse tipo já encontrada, vista a apenas 880 milhões de anos depois do Big Bang, com um redshift de 6.34.
Com isso em mãos, os astrônomos foram capazes de traduzir com clareza o brilho infravermelho da galáxia em taxa de formação de estrelas, descobrindo sua natureza extraordinária.
A HFLS3 está gerando tantas estrelas que ela é chamada de galáxia de explosão de estrelas máxima. Toda a galáxia passa pelo processo de formação de estrelas, até o ponto onde a radiação intensa das estrelas jovens quase que faz desaparecer o material de formação de estrelas na galáxia. Ambientes como esse não existem em grandes escalas de galáxias no universo atualmente.
“Galáxias de explosão de estrelas do universo recente como a HFLS3 produziram os elementos pesados que geraram as gerações posteriores de estrelas e galáxias, e muito da matéria que observamos hoje”, disse Dr. Riechers.
Mesmo no começo do universo, esperava-se que elas fossem extremamente raras. A mera existência de um único objeto como esse no início do universo coloca um desafio às teorias atuais da formação inicial das galáxias, que prevê que elas deveriam alcançar uma massa assim tão grande somente muito tempo depois.
A equipe continua a vasculhar a enorme quantidade de dados do Herschel procurando por mais exemplo dessas extremas galáxias.
“Com essas observações, o Herschel tem encontrado um raro exemplo de uma galáxia explodindo com estrelas numa época da história cósmica onde existiam poucas dessas galáxias”, disse Göran Pilbratt, Cientista do Projeto Herschel da ESA.
“Isso só destaca a natureza pioneira do Herschel e a sua habilidade de revelar um universo anteriormente escondido, melhorando o nosso entendimento de como as galáxias se formaram”.
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