Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb descobriram uma característica inesperada em uma galáxia distante e primitiva. Apesar de se ter formado quando o Universo era muito jovem, esta galáxia não mostra sinais de rotação.
Este comportamento é normalmente observado em galáxias muito grandes e maduras, muito próximas da Terra, explicou Ben Forrest, cientista investigador do Departamento de Física e Astronomia da Universidade da Califórnia, Davis, e principal autor de um estudo publicado a 4 de maio. Astronomia da Natureza.
“Notavelmente não mostrou nenhuma evidência de rotação, o que foi surpreendente e muito interessante”, disse Forrest.
Por que se espera que as galáxias girem?
Os modelos atuais sugerem que as galáxias começam a girar assim que se formam. O gás flui para dentro e a atração gravitacional cria momento angular, colocando esses sistemas em movimento.
Ao longo de milhares de milhões de anos, as galáxias podem colidir e fundir-se, especialmente em aglomerados densos. Essas interações repetidas podem criar ou cancelar a rotação. Como resultado, algumas galáxias próximas mostram pouca rotação geral e, em vez disso, mostram estrelas movendo-se em direções aleatórias.
Como se pensa que esta transição demora tanto 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, parte da pesquisa MAGAZ3NE (Massive Ancient Galaxies in the z>3 Near-Infrared), já estudaram esta galáxia usando o Observatório WM Keck no Havaí.
“Observações anteriores do MAGAZ3NE confirmaram que era uma das galáxias mais massivas do Universo primitivo, já contendo várias vezes mais estrelas do que a nossa Via Láctea, e também confirmaram que já não está a formar novas estrelas, tornando-o um alvo atraente para observações de acompanhamento,” disse Forrest.
Telescópio Webb revela movimento interno
Usando o Telescópio Espacial James Webb, a equipe examinou XMM-VID1-2075 ao lado de duas outras galáxias da mesma idade. Isso permite que eles rastreiem como o material se move dentro de cada sistema.
“Este tipo de trabalho tem sido feito muito com galáxias próximas porque são próximas e grandes e por isso podemos fazer este tipo de investigação a partir do solo, mas é muito difícil fazê-lo com galáxias com elevado redshift porque parecem muito pequenas no céu,” disse Forrest. “(O Telescópio Espacial James Webb) está realmente ampliando a fronteira para este tipo de pesquisa.”
Uma das três galáxias gira claramente, outra mostra uma estrutura irregular e a terceira mostra um forte movimento aleatório em vez de rotação da sua estrela.
“É consistente com as galáxias mais massivas do universo local, mas encontrá-lo tão cedo foi uma surpresa”, disse Forrest.
O que pode impedir uma galáxia de girar?
Os pesquisadores estão agora tentando entender como esta galáxia se tornou o que os cientistas chamam de “rotação lenta”.
Uma explicação possível não é uma longa história de fusões múltiplas, mas uma única colisão dramática. Se duas galáxias giram em direções quase opostas, seus movimentos podem ser cancelados.
“Para esta galáxia em particular, vemos muita luz saindo lateralmente. E isso sugere que algum outro objeto está interagindo com o sistema e potencialmente mudando 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 sobre a formação de galáxias se sustentam.
“Existem simulações que prevêem que existirá um número muito pequeno destas galáxias não rotativas no Universo muito primitivo, mas esperam que sejam bastante raras. E esta é uma forma de podermos testar estas simulações e descobrir quão comuns são, e depois dar-nos informações sobre se estas teorias da evolução estão corretas.”
Os coautores adicionais do artigo são: Brian C. Lemax, UC Davis e Gemini Observatory, Havaí; Adam Muzin e Adit H. Edward, Universidade de York, Toronto; Danilo Marchesini, Richard Pan e Nehir Ozden, Universidade Tufts; Jacqueline Antwi-Danso, Universidade de Toronto; Wenjun Chang, UC Riverside; MC Cooper e Stephanie M. Urbano Stawinski, UC Irvine; Percy Gomez, Observatório WM Keck, Kamuela, Havaí; Lucas Kimig e Rhea-Sylvia Remus, Ludwig-Maximilians-Universität München, 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.
