Galáxias "impossíveis" observadas por Webb podem finalmente ter explicação

A descoberta das galáxias inicialmente até levou alguns físicos a questionarem o modelo padrão da cosmologia. Mas essas estruturas provavelmente não são tão inacreditáveis como parecia, segundo o novo estudo — que se encaixa no padrão cosmológico.

A equipe liderada por astrofísicos da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, fez novas simulações em computador, sugerindo que, na verdade, as galáxias observadas por Webb não são tão massivas. Embora o brilho de uma galáxia seja tipicamente determinado por sua massa, essas estruturas com menos massa podem brilhar intensamente devido a explosões de formação estelar.

Conforme explica Claude-André Faucher-Giguère, da Universidade Northwestern, autor sênior do estudo, essas galáxias "impossíveis" se formaram na "alvorada cósmica". "Como essas galáxias massivas puderam se formar tão rapidamente? Nossas simulações mostram que as galáxias não têm problema em adquirir esse brilho na alvorada cósmica", ele afirma, em comunicado.

Esse período durou aproximadamente de 100 milhões a 1 bilhão de anos após o Big Bang. Ele é marcado pela formação das primeiras estrelas e galáxias do universo. Muito pouco se sabia sobre ele antes do lançamento de James Webb.

"Antes do JWST [sigla do telescópio em inglês], a maior parte do nosso conhecimento sobre o universo primordial era especulação baseada em dados de muito poucas fontes", conta Guochao Sun, que liderou o estudo. "Com o aumento significativo na capacidade de observação, podemos ver detalhes físicos das galáxias e usar essa evidência observacional sólida para estudar a física e entender o que está acontecendo."

As simulações de computador avançadas dos cientistas, que são parte do projeto chamado Feedback of Relativistic Environments (FIRE), produziram galáxias da alvorada cósmica tão brilhantes quanto as observadas por Webb.

Graças às simulações, os pesquisadores descobriram que as estrelas passaram por "formação estelar em explosões". Diferentemente do que ocorre na Via Láctea, onde os astros se formam em taxa constante, nessa dinâmica há um padrão alternado: surgem muitas estrelas de uma vez, seguidas por milhões de anos com poucas novas estrelas e depois muitas delas novamente.

"A formação estelar em explosões é especialmente comum em galáxias de baixa massa", conta Faucher-Giguère. "Os detalhes de por que isso acontece ainda estão sendo estudados. Mas o que achamos que acontece é que um grupo de estrelas se forma e depois, passados alguns milhões de anos, essas estrelas explodem como supernovas."

Como a maior parte da luz de uma galáxia vem das estrelas mais massivas, que esgotam seu combustível mais rápido, o brilho pode estar "mais direcionado a quantas estrelas essa galáxia formou nos últimos poucos milhões de anos do que com sua massa como um todo", segundo o cientista.