Universo já formava estrelas desde bebê, indica observação de galáxia distante

Observando uma galáxia distante, um grupo de astrônomos encontrou evidências de que já havia formação de estrelas apenas 250 milhões de anos após o Big Bang. Se o “apenas” soa estranho acompanhado por “250 milhões de anos”, tenha em mente que esse número representa cerca de 2% da idade atual do Universo, 13,8 bilhões de anos. Se o cosmos fosse hoje um senhor de 50 anos, a formação dessas estrelas aí teria acontecido quando ele tinha um ano — um bebê.

O trabalho vem de uma equipe internacional liderada por Takuya Hashimoto, da Universidade Osaka Sangyo, no Japão, e será publicado na edição desta quinta-feira (17) da revista científica britânica Nature. E o resultado só foi possível graças ao Alma, o conjunto de radiotelescópios instalado no deserto do Atacama, no Chile.

A galáxia em questão é conhecida pela antipática sigla MACS1149-JD1 e está a uma distância imensa daqui. A luz dela que chega agora aos nossos telescópios partiu de lá há 13,3 bilhões de anos. Ou seja, na prática, é como embarcar numa máquina do tempo: estamos vendo ali um pedacinho do Universo como ele era apenas 500 milhões de anos após o Big Bang.

Certo, mas então de onde está vindo a história dos 250 milhões de anos, proclamada em alto e bom som no título do artigo de Hashimoto e seus colegas? Ocorre que, analisando a assinatura de luz dessa galáxia, eles encontraram um claro padrão relacionado à emissão de átomos de oxigênio. (Por sinal, trata-se da mais distante detecção desse elemento químico já feita pelos astrônomos.)

Aí rola um episódio de CSI: Cosmos. Sabemos que oxigênio não existia no Universo primordial, recém-nascido; o Big Bang em si só produziu hidrogênio, hélio e lítio. Coube às primeiras gerações de estrelas, usando processos de fusão nuclear, fabricar o resto da tabela periódica. Se há 500 milhões de anos já havia oxigênio suficiente na galáxia MACS1149-JD1 para produzir o sinal detectado pelo Alma, não há dúvida de que muitas estrelas já deviam ter nascido e morrido por lá para produzir oxigênio e democratizar o acesso galáctico a ele.

Combinando o resultado do Alma a observações feitas em infravermelho pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer, os cientistas puderam reconstruir a história da galáxia. E os modelos sugerem que, para ela estar do jeito que está 500 milhões de anos após o Big Bang, as primeiras estrelas devem ter surgido uns 250 milhões de anos antes.

Trata-se de um avanço importante no estudo da fase do Universo que os astrônomos chamam de “amanhecer cósmico” — o momento em que estrelas e galáxias começaram a se formar a partir das nuvens de gás geradas pelo Big Bang.

A galáxia MACS1149-JD1 compõe mais uma peça desse quebra-cabeças, mas é difícil ver a figura toda olhando só uma peça. Com efeito, essa nova peça não está se encaixando tão bem. Análises feitas da radiação cósmica de fundo — uma espécie de “eco” luminoso do Big Bang — com base em dados do satélite europeu Planck sugerem que o fim da “idade das trevas” no Universo se deu uns 550 milhões de anos após o Big Bang.

Há uma aparente contradição aí. Nessa época, a idade das trevas claramente já havia acabado de velha na galáxia MACS1149-JD1. Seria ela uma galáxia precoce? Ou as estimativas feitas com o Planck, que dependem do modelo cosmológico aplicado a elas, é que estão erradas? Um bom meio de responder é procurar mais galáxias, ainda mais distantes.

Daí a expectativa com a próxima geração de telescópios em solo e no espaço. O Telescópio Espacial James Webb, a ser lançado em 2020, pode olhar mais longe e encontrar outros exemplares galácticos ainda mais distantes que MACS1149-JD1. “Nossos resultados indicam que pode ser possível detectar esses episódios iniciais de formação estelar em galáxias similares com telescópios futuros”, escreve Hashimoto.

Com mais peças do quebra-cabeça disponíveis, certamente será mais fácil visualizar o início da evolução do cosmos. Por enquanto, por assim dizer, só temos a figura da caixa como guia.