Galáxias 'morrem' cedo no Universo e estudo explica os motivos

Pesquisa da USP indica que fusões violentas e buracos negros encerram rapidamente a formação de estrelas em galáxias massivas do universo jovem

James Webb Tracker

As galáxias mais massivas do universo primitivo podem ter tido uma vida intensa — e curta. Observações astronômicas mostram que esses sistemas, formados entre 3 e 4 bilhões de anos após o Big Bang, deixaram de produzir estrelas cerca de 1 bilhão de anos depois de surgirem, um comportamento que desafia os modelos tradicionais da astronomia.

Para efeito de comparação, a Via Láctea continua formando estrelas até hoje, mais de 13 bilhões de anos após sua formação, ainda que em ritmo reduzido.

Um estudo conduzido no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, da Universidade de São Paulo, e publicado na revista Astronomy & Astrophysics propõe uma explicação para esse “apagamento precoce” das galáxias massivas.

Duas fases de uma mesma história

A pesquisa analisou dois tipos de galáxias do universo jovem: as chamadas galáxias formadoras de estrelas ricas em poeira, extremamente ativas, e as galáxias massivas quiescentes, que praticamente não formam novas estrelas. 

Segundo o astrônomo Laerte Sodré Junior, um dos responsáveis pelo estudo, essas populações aparentemente distintas podem, na verdade, representar diferentes fases de evolução de um mesmo objeto.

Simulações indicam que entre 86% e 96% das galáxias hoje inativas passaram antes por uma fase altamente produtiva, marcada por intensa formação estelar.

O papel das colisões cósmicas

A chave para entender essa transformação está em eventos extremos: fusões entre galáxias de tamanho semelhante. De acordo com o estudo, essas colisões desencadeiam dois processos simultâneos. Um surto intenso de formação de estrelas e o crescimento acelerado de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia. 

Esse cenário leva ao esgotamento rápido do gás frio, matéria-prima essencial para novas estrelas, enquanto a energia liberada pelo núcleo ativo aquece o gás ao redor, impedindo sua reutilização. O resultado é um “bloqueio” da formação estelar em menos de 1 bilhão de anos.

Instrumentos como o radiotelescópio Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) e o Telescópio Espacial James Webb têm sido fundamentais para mapear essas galáxias.

Enquanto o ALMA detecta sistemas ricos em poeira, invisíveis no espectro óptico, o James Webb permite analisar suas estruturas e populações estelares no infravermelho.

Essas observações recentes também revelaram um número maior do que o esperado de galáxias massivas já “mortas” no universo jovem, reforçando a importância de entender esse processo.

Desafios e próximos passos

Apesar dos avanços, os cientistas reconhecem que ainda há lacunas. Modelos atuais não conseguem explicar completamente a quantidade de galáxias observadas com emissões intensas no submilimétrico.

A expectativa é que novos instrumentos, como o Giant Magellan Telescope (GMT), ampliem a capacidade de observação. Com espelho de 24,5 metros, o equipamento deve produzir imagens até quatro vezes mais nítidas que as do James Webb.

A entrada em operação, prevista para a próxima década, pode ajudar a esclarecer como as primeiras galáxias do universo cresceram — e por que tantas delas deixaram de formar estrelas tão rapidamente.

Com informações da Agência Fapesp.