Os astrônomos descobriram, pela primeira vez, um denso núcleo galáctico brilhando com a luz de milhões de estrelas recém-nascidas no universo primitivo.
A descoberta lança luz sobre como as galáxias elípticas, as grandes reuniões pobres de gás de estrelas mais antigas, podem ter se formado pela primeira vez no universo primitivo. É uma pergunta que ilude os astrônomos há décadas.
A equipe de pesquisa descobriu o núcleo galáctico compacto, apelidado de GOODS-N-774, em imagens do Telescópio Espacial Hubble. Observações posteriores do Telescópio Espacial Spitzer, do Observatório Espacial Herschel e do W.M. O Observatório Keck ajudou a tornar essa uma verdadeira descoberta científica.
O núcleo se formou 11 bilhões de anos atrás, quando o universo tinha menos de 3 bilhões de anos. Embora tenha apenas uma fração do tamanho da Via Láctea, na época já continha acima do dobro de estrelas da nossa galáxia.
Simulações teóricas sugerem que galáxias elípticas gigantes se formam de dentro para fora, com um grande núcleo marcando os primeiros estágios da formação. Mas a maioria das buscas por esses núcleos formadores surgiu de mãos vazias, tornando essa uma primeira observação e uma descoberta fenomenal.
"Realmente não vimos um processo de formação que pudesse criar coisas tão densas", explicou a autora Erica Nelson, da Universidade de Yale, em um comunicado à imprensa. “Suspeitamos que esse processo de formação do núcleo seja um fenômeno exclusivo do universo primitivo, porque o universo primitivo, como um todo, era mais compacto. Hoje, o universo é tão difuso que não pode mais criar esses objetos. ”
Além de determinar o tamanho da galáxia a partir das imagens do Hubble, a equipe buscou imagens de infravermelho distante arquivadas de Spitzer e Herschel para calcular a rapidez com que a galáxia compacta está criando estrelas. Parece estar produzindo 300 estrelas por ano, uma taxa 30 vezes maior que a Via Láctea.
A frenética formação estelar provavelmente ocorre porque o núcleo galáctico está se formando profundamente dentro de um poço gravitacional de matéria escura. Sua massa excepcionalmente alta constantemente puxa gás, comprimindo-o e provocando a formação de estrelas.
Mas essas explosões de formação de estrelas criam poeira, que bloqueia a luz visível. Isso ajuda a explicar por que os astrônomos nunca viram um núcleo tão distante antes, pois eles podem ter sido facilmente perdidos em pesquisas anteriores.
A equipe pensa que, logo após o período inicial, podemos ver que o núcleo parou de formar estrelas. Provavelmente ela se fundiu com outras galáxias menores, até se transformar em uma galáxia muito maior, semelhante às galáxias elípticas mais massivas e calmas que vemos hoje.
"Acho que nossa descoberta resolve a questão de saber se esse modo de construção de galáxias realmente aconteceu ou não", disse o co-autor Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale. "A questão agora é: com que frequência isso ocorreu?"
A equipe suspeita que outros núcleos galácticos são abundantes, mas escondidos atrás de seu próprio pó. Futuros telescópios infravermelhos, como o James Webb Space Telescope, devem ser capazes de encontrar mais desses objetos antigos.
O artigo foi publicado em 27 de agosto na Nature e está disponível online.
