Primeiras galáxias do universo giravam como a Via Láctea

Impressão de artista da rotação de uma galáxia no Universo jovem.

Crédito: Instituto de Astronomia, Amanda Smith

Os astrónomos olharam para trás no tempo, para uma época pouco depois do Big Bang, e descobriram gás turbulento em algumas das primeiras galáxias que se formaram no Universo. Estes "recém-nascidos" - observados como eram há quase 13 mil milhões de anos - giravam como um redemoinho, de modo semelhante à nossa própria Via Láctea.

Uma equipe internacional liderada por Renske Smit do Instituto Kavli de Cosmologia da Universidade de Cambridge usou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para abrir uma nova janela no Universo distante e identificou galáxias normais de formação estelar num estágio muito inicial da história cósmica. Os resultados foram divulgados na revista Nature e foram apresentados na 231.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana.

A luz de objetos distantes leva tempo até alcançar a Terra, de modo que a observação de objetos a milhares de milhões de anos-luz permite-nos olhar para trás no tempo e observar diretamente a formação as galáxias mais antigas. No entanto, naquela época o Universo estava repleto de uma "neblina" obscura de hidrogénio neutro, o que torna difícil ver a formação das primeiras galáxias com telescópios óticos.

Smit e colegas usaram o ALMA para observar duas pequenas galáxias recém-nascidas, como existiam apenas 800 milhões de anos após o Big Bang. Ao analisarem a "impressão digital" espectral da radiação infravermelha distante recolhida pelo ALMA, foram capazes de estabelecer a distância às galáxias e, pela primeira vez, ver o movimento interno do gás que alimentou o seu crescimento.

"Até à construção do ALMA, nunca tínhamos conseguido ver a formação de galáxias em tão grande detalhe e nunca tínhamos sido capazes de medir o movimento do gás em galáxias tão cedo na história do Universo," afirma o coautor Stefano Carniani, do Laboratório Cavendish e do Instituto Kavli de Cosmologia, ambos de Cambridge.

Os cientistas descobriram que o gás nestas galáxias recém-nascidas rodava e girava num movimento parecido com o de um redemoinho, um movimento semelhante ao da nossa própria Galáxia e de outras galáxias mais maduras muito mais tarde na história do Universo. Apesar do seu tamanho relativamente pequeno - cerca de cinco vezes mais pequenas que a Via Láctea - estas galáxias formavam estrelas a um ritmo maior do que outras galáxias jovens, mas os investigadores ficaram surpresos ao descobrir que as galáxias não eram tão caóticas quanto o esperado.

"No início do Universo, a gravidade fez com que o gás fluísse rapidamente para as galáxias, agitando-as e formando muitas estrelas novas - as violentas explosões de supernova dessas estrelas também tornaram o gás turbulento," comenta Smit. "Nós esperávamos que as galáxias jovens fossem uma 'bagunça' dinâmica, devido aos estragos provocados pela explosão de estrelas jovens, mas estas mini-galáxias mostram a capacidade de manter a ordem e parecem bem reguladas. 

Apesar do seu pequeno tamanho, já estão a crescer rapidamente para se tornarem em galáxias 'adultas' como a galáxia onde vivemos. Os dados deste projeto sobre galáxias pequenas preparam o caminho para estudos maiores de galáxias durante os primeiros milhares de milhões de anos do tempo cósmico.