Tecnologia Científica
Galáxias jovens crescem rápido
Astrônomos obtiveram a visão mais detalhada já registrada de galáxias distantes no auge de sua juventude, um período de intensa atividade em que essas galáxias adolescentes produziam novas estrelas fervorosamente. As observações se concentraram...
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Whitney Clavin - 07/01/2026
As 18 galáxias do levantamento ALPINE-CRISTAL-JWST. Cada imagem mostra a localização do gás ionizado (indicado pela linha alfa do hidrogênio, a assinatura espectral do gás hidrogênio quente) nas galáxias. Várias das galáxias representadas estão interagindo, o que significa que duas ou até três galáxias estão em processo de fusão.Crédito: Andreas Faisst (Caltech) e a equipe do levantamento ALPINE-CRISTAL-JWST
Astrônomos obtiveram a visão mais detalhada já registrada de galáxias distantes no auge de sua juventude, um período de intensa atividade em que essas galáxias adolescentes produziam novas estrelas fervorosamente. As observações se concentraram em 18 galáxias localizadas a 12,5 bilhões de anos-luz de distância. Elas foram imageadas em uma ampla gama de comprimentos de onda, do ultravioleta ao rádio, ao longo dos últimos oito anos, por um trio de telescópios: o Telescópio Espacial Hubble da NASA; o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA; e o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) no Chile, do qual o Observatório Nacional de Radioastronomia da Fundação Nacional de Ciência dos EUA é parceiro. Dados de outros telescópios terrestres também foram utilizados para realizar medições, como a massa total das estrelas nas galáxias.
"Com esta amostra, estamos numa posição única para estudar a evolução das galáxias durante uma época crucial do universo, que até agora foi difícil de observar por imagem", afirma Andreas Faisst, cientista do IPAC, um centro de ciência e dados para astronomia no Caltech. "Graças a estes telescópios excepcionais, conseguimos resolver espacialmente estas galáxias e podemos observar as fases da formação estelar à medida que aconteciam, bem como as suas propriedades químicas, quando o nosso universo tinha menos de mil milhões de anos."
Faisst, que liderou as observações realizadas como parte do levantamento ALPINE-CRISTAL-JWST, apresentou os resultados na 247ª reunião da Sociedade Astronômica Americana, em 6 de janeiro de 2026, em Phoenix. Os resultados foram publicados no suplemento do The Astrophysical Journal . O programa de levantamento conta com uma equipe internacional de mais de 50 cientistas de mais de 15 instituições.
Uma descoberta fundamental da pesquisa é que as galáxias estão amadurecendo mais rapidamente em vários aspectos do que os pesquisadores acreditavam anteriormente. Por exemplo, as galáxias são mais enriquecidas quimicamente do que o esperado, o que significa que produziram mais elementos pesados, em particular carbono e oxigênio, do que se pensava ser possível durante essa era inicial do cosmos.
À medida que as galáxias evoluem, bolsas de gás em seu interior se condensam e se inflamam, dando origem a estrelas. As novas estrelas produzem elementos pesados como o carbono, que se tornam blocos de construção para a próxima geração de estrelas. Em última análise, esses elementos pesados (chamados de metais em astronomia) são necessários para a formação de sistemas planetários e até mesmo de seres humanos, como no caso do nosso próprio sistema solar.
"Como os metais se formam em menos de 1 bilhão de anos? Foi uma surpresa ver galáxias tão quimicamente maduras", diz Faisst. "É como ver crianças de 2 anos agindo como adolescentes."
E esses adolescentes estão famintos. Os dados também mostram que os buracos negros supermassivos em quase metade dessas galáxias estão ativamente acumulando material, ou "se alimentando", o que implica que os buracos negros estão crescendo rapidamente.
De maneira semelhante, resultados anteriores de um levantamento ALPINE revelaram que muitas dessas galáxias jovens exibem discos rotativos — um sinal de que as estruturas físicas das galáxias (semelhantes em aparência à nossa Via Láctea espiral) se desenvolveram mais cedo do que o previsto. (O levantamento original continha 118 galáxias, das quais as 18 do novo estudo são um subconjunto.)
"Agora, com este novo levantamento, podemos mostrar que algumas dessas galáxias evoluíram tanto estrutural quanto quimicamente", diz Faisst.
Além das próprias galáxias, o novo estudo descobriu que o gás circundante — o chamado meio circungaláctico — também era quimicamente enriquecido. "As galáxias mostram gradientes muito suaves em suas abundâncias metálicas, que se estendem por mais de 30.000 anos-luz", observa o coautor Wuji Wang, um pós-doutorando do IPAC que trabalha com Faisst.
O levantamento ALPINE-CRISTAL-JWST é o primeiro a resolver espacialmente galáxias a até 12,5 bilhões de anos-luz de distância e a obter imagens delas em múltiplos comprimentos de onda. As imagens com resolução espacial permitem aos astrônomos identificar regiões de gás, poeira e metais dentro das galáxias e começar a deduzir exatamente como as estrelas foram formadas e como as galáxias foram enriquecidas quimicamente para, eventualmente, se tornarem semelhantes à nossa Via Láctea, com sistemas planetários como o nosso. A cobertura em múltiplos comprimentos de onda é importante porque cada componente de uma galáxia (estrelas, gás, poeira) emite luz em diferentes comprimentos de onda, e observar todos esses componentes simultaneamente permite aos pesquisadores compreender uma galáxia como um todo.
No futuro, a equipe planeja estudar o crescimento e o enriquecimento metálico dessas galáxias com mais detalhes, usando simulações cosmológicas, incluindo aquelas criadas por Phil Hopkins , professor de Astrofísica Teórica da Caltech. "A combinação de observações e simulações proporciona uma sinergia poderosa para entendermos os detalhes da formação estelar e os mecanismos de produção de poeira e metais", diz Faisst. "O conhecimento disso nos ajudará, em última análise, a entender a formação das primeiras estrelas e planetas e como nossa própria Via Láctea surgiu."
O estudo intitulado "The ALPINE-CRISTAL-JWST Survey: JWST/IFU Optical Observations for 18 Main-Sequence Galaxies at z=4-6" foi financiado pela NASA. Outros autores do Caltech incluem o pós-doutorando Yu-Heng Lin, o astrônomo do Observatório Óptico do Caltech Lin Yan (PhD '96) e o estudante de pós-graduação Lunjun (Simon) Liu (MS '25). Um artigo complementar, liderado por Seiji Fujimoto, da Universidade de Toronto, foi submetido ao The Astrophysical Journal .
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