06/01/2023 - 9:47
Novas imagens do Telescópio Espacial James Webb (JWST), da Nasa/ESA/CSA, revelam pela primeira vez galáxias com barras estelares – características alongadas de estrelas que se estendem desde os centros das galáxias até seus discos externos – em uma época em que o universo tinha apenas 25% de seu tamanho atual. A descoberta das chamadas galáxias espirais barradas, semelhantes à nossa Via Láctea, tão cedo no universo exigirá que os astrofísicos refinem suas teorias da evolução das galáxias.
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Antes do JWST, as imagens do Telescópio Espacial Hubble nunca haviam detectado barras em épocas tão jovens. Em uma imagem do Hubble, uma galáxia, EGS-23205, aparece como pouco mais que uma mancha em forma de disco, mas na imagem correspondente do JWST tirada no verão passado, é uma bela galáxia espiral com uma barra estelar clara.
Barras nítidas
“Dei uma olhada nesses dados e disse: ‘Estamos descartando todo o resto!’”, disse Shardha Jogee, professora de astronomia na Universidade do Texas em Austin (EUA). “As barras dificilmente visíveis nos dados do Hubble apareceram na imagem do JWST, mostrando o tremendo poder do JWST para ver a estrutura subjacente nas galáxias”, disse ela, descrevendo os dados do Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), liderado por Steven Finkelstein, também professor da Universidade do Texas em Austin.
A equipe identificou outra galáxia barrada, EGS-24268, também de cerca de 11 bilhões de anos atrás, o que confirma a existência de duas galáxias barradas numa época bem mais remota do que se sabia anteriormente.
Em um artigo aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal Letters, eles destacam essas duas galáxias e mostram exemplos de outras quatro galáxias barradas de mais de 8 bilhões de anos atrás.
Simulação que mostra como as barras estelares se formam (à esquerda) e os fluxos de gás impulsionados pelas barras (à direita). As barras estelares desempenham um papel importante na evolução galáctica ao canalizar o gás para as regiões centrais de uma galáxia, onde é rapidamente convertido em novas estrelas, a uma taxa tipicamente 10 a 100 vezes mais rápida que a taxa no resto da galáxia. As barras também ajudam indiretamente a criar buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, canalizando o gás em parte do caminho. Crédito: Françoise Combes, Observatório de Paris
Novidade completa
“Para este estudo, estamos olhando para um novo regime em que ninguém havia usado esse tipo de dados ou feito esse tipo de análise quantitativa antes”, disse Yuchen “Kay” Guo, pós-graduanda que liderou a análise. “Então, tudo é novo. É como entrar em uma floresta onde ninguém jamais entrou.”
As barras desempenham um papel importante na evolução da galáxia ao canalizar o gás para as regiões centrais, impulsionando a formação de estrelas.
“As barras resolvem o problema da cadeia de suprimentos nas galáxias”, disse Jogee. “Assim como precisamos trazer matéria-prima do porto para as fábricas no interior que produzem novos produtos, uma barra transporta poderosamente o gás para a região central, onde o gás é rapidamente convertido em novas estrelas a uma taxa tipicamente 10 a 100 vezes mais rápida do que no resto da galáxia.”
As barras também ajudam a criar buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, canalizando o gás em parte do caminho.
Cenários abalados
A descoberta de barras durante essas épocas iniciais abala os cenários de evolução das galáxias de várias maneiras.
“Esta descoberta de barras iniciais significa que os modelos de evolução galáctica têm agora um novo caminho através de barras para acelerar a produção de novas estrelas em épocas iniciais,” disse Jogee.
E a própria existência dessas primeiras barras desafia os modelos teóricos, pois eles precisam acertar a física da galáxia para prever a abundância correta de barras. A equipe testará diferentes modelos em seus próximos trabalhos.
O JWST pode revelar estruturas em galáxias distantes melhor do que o Hubble por dois motivos. Primeiramente, seu espelho maior oferece mais capacidade de captação de luz, permitindo que ele veja mais longe e com maior resolução. Em segundo lugar, ele pode ver melhor através da poeira, pois observa em comprimentos de onda infravermelhos mais longos do que o Hubble.
