O telescópio espacial James Webb está obrigando os astrônomos a repensar como as primeiras grandes galáxias se formaram. Desde o início de suas observações, ele encontrou sistemas surpreendentemente desenvolvidos apenas algumas centenas de milhões de anos depois do Big Bang. Agora, uma nova análise sugere que algumas dessas galáxias escondem muito mais massa do que conseguíamos enxergar.
Estrelas quase invisíveis estavam escondidas nas galáxias
Em um estudo publicado na revista Nature Astronomy, pesquisadores analisaram nove galáxias massivas que deixaram de produzir novas estrelas bilhões de anos atrás.
O objetivo era descobrir quantas estrelas pequenas e pouco luminosas existiam em comparação com as gigantes e brilhantes.
Para isso, a equipe combinou espectros profundos obtidos pelo James Webb com observações realizadas em solo pelo Very Large Telescope (VLT).
O desafio é que estrelas muito brilhantes dominam a luz que chega até nossos telescópios. Isso dificulta detectar diretamente as estrelas menores, mesmo quando elas existem em números muito maiores.
Chloe Cheng, pesquisadora da Universidade de Leiden e principal autora do estudo, compara uma galáxia a uma cidade observada de longe.
As estrelas mais brilhantes seriam como arranha-céus, imediatamente visíveis. Já as estrelas menores seriam equivalentes às casas escondidas entre esses enormes edifícios.
E aparentemente existem muito mais dessas “casas” cósmicas do que os astrônomos imaginavam.
James Webb encontrou sinais extremamente sutis
Os pesquisadores não precisaram observar individualmente cada estrela.
Em vez disso, analisaram o espectro da luz produzido pelas galáxias e procuraram pequenas diferenças de cor capazes de denunciar a presença das estrelas de baixa massa.
Foi necessário combinar instrumentos extremamente sensíveis com novas técnicas de análise.
Segundo Martje Slob, também da Universidade de Leiden e coautora da pesquisa, não bastava ter um telescópio capaz de observar galáxias extremamente distantes. Os cientistas também precisavam de espectros de qualidade excepcional para encontrar as assinaturas sutis dessas estrelas escondidas.
Os modelos finalmente revelaram uma população de estrelas de baixa massa muito maior do que o esperado.
E isso altera diretamente as estimativas sobre o tamanho dessas galáxias.
Uma galáxia pode ser quatro vezes mais massiva
Se existem muito mais estrelas escondidas, significa que também existe muito mais matéria reunida nessas galáxias.
Uma delas chamou particularmente a atenção.
Essa galáxia já havia se formado menos de 1,5 bilhão de anos depois do Big Bang. Segundo as novas estimativas, ela pode possuir uma massa quatro vezes maior do que se acreditava anteriormente.
O resultado aumenta um mistério que o James Webb vem alimentando desde que começou a investigar as primeiras fases da história cósmica.
Os modelos tradicionais já enfrentavam dificuldades para explicar como algumas galáxias conseguiram crescer tão rapidamente. Se elas forem ainda mais massivas do que pensávamos, será necessário entender como conseguiram formar tantas estrelas em tão pouco tempo.
Nem todas as galáxias formam estrelas da mesma maneira
Durante muito tempo, os astrônomos trabalharam com a hipótese de que as estrelas surgiam aproximadamente nas mesmas proporções em diferentes partes do Universo.
Os novos resultados colocam essa ideia em dúvida.
As galáxias mais massivas do Universo primordial parecem apresentar uma proporção muito maior de estrelas de baixa massa quando comparadas com galáxias menores.
Isso pode ter consequências importantes para os modelos utilizados para calcular a massa das galáxias e reconstruir sua evolução.
Também muda nossa visão sobre as condições existentes quando o Universo ainda era relativamente jovem.
Descoberta pode até mudar estimativas sobre planetas antigos
As consequências podem ir além da formação das próprias galáxias.
Mariska Kriek, pesquisadora da Universidade de Leiden que liderou o trabalho, destaca que uma quantidade muito maior de massa pode estar escondida justamente nessas pequenas estrelas.
E estrelas de baixa massa são especialmente interessantes para a busca por planetas.
Muitos mundos conhecidos orbitam estrelas desse tipo. Portanto, se elas eram mais numerosas no Universo primordial do que imaginávamos, também existe a possibilidade de que mais planetas tenham surgido durante períodos muito antigos da história cósmica.
Ainda será necessário investigar outras galáxias para descobrir até que ponto esse fenômeno era comum.
Mas o James Webb está revelando uma tendência cada vez mais intrigante: o Universo jovem parece ter sido muito mais eficiente em construir enormes galáxias — e talvez até sistemas planetários — do que nossos modelos conseguiam prever.
