Os pesquisadores descobriram um grande e ordenado galáxia espiral que se formou brand após o Massive Bangquando espaço tinha apenas cerca de 1,5 bilhão de anos.
A galáxia, chamada Alaknanda, aparece em observações feitas por NASAde Telescópio Espacial James Webb como parte das principais pesquisas do céu. Porque o By way of Láctea semelhante é vista a uma distância extrema, a sua luz viajou durante mais de 12 mil milhões de anos para chegar à Terra. Só recentemente a tecnologia dos telescópios se tornou poderosa o suficiente para detectar galáxias com este nível de detalhe desde tão cedo.
Durante décadas, os astrónomos acreditaram que as galáxias do Universo primitivo eram demasiado turbulentas para se estabelecerem em formas espirais perfeitas. Acreditava-se que as estrelas jovens e o gás se moviam caoticamente, produzindo aglomerados irregulares em vez de discos e braços lisos. Telescópio Espacial Hubble observações apoiaram esta visão, como galáxias espirais parecia mais escasso além de cerca de 11 bilhões de anos, retrospectivamente.
A descoberta levanta novas questões sobre como tais estruturas se formaram tão cedo.
“Alaknanda revela que o universo primitivo period capaz de formar galáxias muito mais rapidamente do que prevíamos”, disse Yogesh Wadadekar, co-autor do estudo, em uma declaração. “De alguma forma, esta galáxia conseguiu reunir 10 mil milhões de massas solares de estrelas e organizá-las num belo disco espiral em apenas algumas centenas de milhões de anos. Isso é extraordinariamente rápido para os padrões cósmicos e obriga os astrónomos a repensar como as galáxias se formam.”
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A visão mais nítida de Webb revelou muitas galáxias em forma de disco do universo primitivo e, agora, um pequeno mas crescente número de verdadeiras galáxias espirais — incluindo Alaknanda — muito antes do previsto pelos modelos mais antigos. O telescópio encontrou CEERS-2112 e REBELS-25, duas galáxias espirais, no universo primitivo em 2023 e 2024, respectivamente.
A descoberta de Alaknanda, feita por cientistas do Centro Nacional de Radioastrofísica do Instituto Tata de Pesquisa Basic da Índia, foi publicada na revista Astronomia e Astrofísica.
Velocidade da luz mashável
A equipe de pesquisa conseguiu observar imensos detalhes em Alaknanda com a ajuda de um fenômeno pure conhecido como lente gravitacional.
Crédito: NASA/ESA/CSA/I. Labbe/R. Bezanson/Alyssa Pagan/Rashi Jain/Yogesh Wadadekar
“Os processos físicos que impulsionam a formação de galáxias – acreção de gás, assentamento de disco e possivelmente o desenvolvimento de ondas de densidade espiral – podem operar de forma muito mais eficiente do que os modelos atuais prevêem”, disse Rashi Jain, o autor principal, em um comunicado. “Isso está nos forçando a repensar nossa estrutura teórica.”
Alaknanda – em homenagem ao rio Himalaia que é uma nascente gêmea do Ganges – abrange cerca de 32.000 quilômetros de extensão. anos-luz transversalmente, comparável às grandes galáxias espirais modernas. Ele também contém um grande número de estrelas.
As imagens mostram que a galáxia já possui um disco plano e giratório com dois braços espirais transparentes com o clássico formato de cata-vento. Esses braços parecem lisos e simétricos, dando a Alaknanda o rótulo de uma galáxia espiral de “grande design”, o que significa que tem braços definidos em vez de irregulares ou quebrados.
Ao longo dos braços espirais, os cientistas observaram cadeias de aglomerados brilhantes de estrelas recém-nascidas. Esses aglomerados parecem um colar de contas, marcando áreas onde o gás entrou em colapso em bolsas densas que inflamam novas estrelas. Em outras visualizações, cada corda aparece como parte de um braço espiral maior.
A equipe de pesquisa conseguiu ver imensos detalhes na galáxia distante com a ajuda de um fenômeno pure conhecido como lente gravitacional. A gravidade de um enorme aglomerado de galáxias atua como uma lupa gigante no céu, curvando e realçando a luz de Alaknanda para parecer duas vezes mais brilhante.
Observar Alaknanda em diferentes comprimentos de onda de luz permitiu aos cientistas estimar a idade da população estelar da galáxia e descobriram que as estrelas têm em média apenas 200 milhões de anos.
Crédito: Ilustração NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez
Para compreender a história de Alaknanda, os investigadores compararam o seu brilho em 21 comprimentos de onda diferentes de luz, desde o ultravioleta até ao infravermelho. Ao combinar essas medições com modelos computacionais de populações estelares, eles estimaram que as estrelas da galáxia têm em média apenas 200 milhões de anos de idade. Isso significa que cerca de metade se formou numa explosão rápida depois de o Universo já ter mais de mil milhões de anos.
Alaknanda continua a crescer rapidamente. Forma novas estrelas a uma taxa igual a cerca de 63 sóis por ano – dezenas de vezes mais rápido do que a By way of Láctea faz hoje. Certas cores de luz brilham mais do que o esperado porque o gás brilhante em torno de novas estrelas emite sinais fortes, confirmando a intensa atividade de formação de estrelas da galáxia.
Os cientistas ainda não sabem como os braços espirais se formaram tão rapidamente nestes sistemas antigos. Algumas teorias sugerem que surgem de padrões de densidade lentos dentro dos discos, enquanto outras apontam para perturbações gravitacionais de galáxias próximas ou de grandes aglomerados de gás. Alaknanda parece até ter uma pequena galáxia vizinha que poderia ter ajudado a desencadear a sua estrutura espiral, mas são necessárias mais evidências para tirar essa conclusão.
Observações futuras usando os instrumentos de Webb para medir movimentos dentro das galáxias, juntamente com radiotelescópios, poderão mapear como as estrelas e o gás de Alaknanda orbitam o seu centro. Esses dados poderiam ajudar a determinar se o seu disco se estabeleceu na sua configuração closing ou se os braços espirais representam uma mera fase no seu desenvolvimento.
