Cosmos
Astrônomos canadenses revelam segredos fascinantes sobre o tumultuado passado da Via Láctea com novas descobertas do telescópio James Webb
Pesquisadores utilizam o telescópio James Webb para reconstruir a história violenta da Via Láctea, revelando que nossa galáxia teve um início muito mais caótico e instável do que se imaginava anteriormente.
Astrônomos canadenses reconstruíram o passado da Via Láctea com uma precisão inédita usando o telescópio James Webb. O estudo revelou que nossa galáxia teve uma infância caótica e violenta antes de se tornar a espiral que conhecemos hoje. A pesquisa foi publicada no periódico The Astrophysical Journal e amplia a visão sobre nossa própria origem.
A equipe liderada pela Dra. Vivian Tan analisou 877 galáxias cujas massas e propriedades se assemelham ao que a Via Láctea teria sido em diferentes épocas. Esses “gêmeos galácticos” servem como janelas para o passado, permitindo observar estágios evolutivos que ocorreram há bilhões de anos. A análise cobre um intervalo cósmico vasto, de 1,5 a 10 bilhões de anos de idade.
Para montar esse álbum de fotografias histórico, os pesquisadores utilizaram dados de alta resolução do telescópio Webb e do veterano Hubble. Essa combinação permitiu observar objetos extremamente distantes e fracos que existiram quando o cosmos ainda era muito jovem. O objetivo era entender como estruturas complexas surgiram a partir de aglomerados de estrelas desorganizados.
Uma infância marcada por colisões e caos
Os resultados mostram que a Via Láctea teve uma juventude muito mais agitada do que os modelos teóricos anteriores sugeriam. Durante esse período inicial, a galáxia passava por colisões frequentes e absorvia material de vizinhas menores em um processo constante. Essas interações desencadearam surtos intensos de formação estelar, moldando o núcleo denso que observamos atualmente no centro galáctico.
Essa fase inicial foi marcada por formas altamente perturbadas e características assimétricas que indicam instabilidade. Em contraste, os gêmeos da Via Láctea parecem muito mais calmos em períodos cosmológicos posteriores da história. A estrutura equilibrada permitiu que a galáxia assumisse sua aparência majestosa de um grande catavento estelar que abriga bilhões de sistemas solares.
Na astronomia, as galáxias são classificadas em elípticas, espirais e barradas, seguindo a famosa Sequência de Hubble. As elípticas costumam ser massas estelares sem muita estrutura interna, representando fases iniciais ou resultados de fusões. O estudo foca no momento exato em que esses blocos primordiais começaram a desenvolver discos estáveis e braços espirais bem definidos.
A análise dos mapas de massa estelar indicou que o crescimento ocorreu de dentro para fora, começando pelo núcleo. Cerca de 3 a 4 bilhões de anos após o Big Bang, a galáxia começou a acumular matéria em suas bordas externas de forma contínua. Esse acúmulo gradual, impulsionado por fusões e novas gerações de estrelas, criou a estrutura de disco achatado atual.
A tecnologia canadense por trás das lentes cósmicas
Grande parte dos dados veio do Canadian NIRISS Unbiased Cluster Survey, um programa que utiliza um instrumento sofisticado a bordo do Webb. O NIRISS foi construído pela Canadian Space Agency em parceria com diversas instituições acadêmicas e industriais. Ele permite captar imagens de objetos ocultos para telescópios menos sensíveis devido à sensibilidade infravermelha do NIRISS em ambientes densos.
A montagem do instrumento contou com a colaboração da Université de Montréal e da empresa Honeywell Robotics para garantir precisão cirúrgica. O programa CANUCS foca em cinco aglomerados de galáxias que funcionam como lupas naturais no espaço profundo. Essa tecnologia permite que os cientistas canadenses liderem pesquisas de fronteira sobre a evolução das primeiras estruturas do Universo.
Para enxergar tão longe no tempo, os cientistas aproveitaram o fenômeno das lentes gravitacionais proporcionado por grandes aglomerados de galáxias. Esses aglomerados curvam o espaço-tempo, amplificando a luz de objetos situados ao fundo. Sem esse efeito físico impressionante, seria impossível detectar os detalhes das pequenas protogaláxias que deram origem ao nosso vasto e complexo lar espacial.
Ao cruzar dados do Webb com a luz visível do Hubble, a equipe criou mapas detalhados da taxa de formação de estrelas. Esses registros mostram exatamente onde as estrelas velhas estão localizadas e onde as novas estão nascendo. A conclusão é que os surtos de nascimento estelar eram caóticos e distribuídos de forma irregular antes da galáxia atingir sua fase de maturidade.
A transição de um aglomerado irregular para um disco organizado levou bilhões de anos de evolução dinâmica e física. Os pesquisadores notaram que a estabilização do disco é um processo fundamental para o surgimento de estrelas de vida longa. Esse ambiente equilibrado é o que eventualmente permitiu a formação de planetas rochosos em órbitas estáveis ao redor de estrelas como o Sol.
O desafio de simular o crescimento de dentro para fora
Após as observações, os pesquisadores rodaram simulações de computador de última geração para testar se os modelos batiam com a realidade. Embora as máquinas tenham confirmado o crescimento de dentro para fora, houve falhas em prever a velocidade do processo. Em alguns casos, a acumulação de massa nas bordas foi muito mais rápida do que o esperado pelas simulações.
Os modelos de computador falharam em reproduzir a natureza altamente centralizada das galáxias jovens observadas pelo Webb. Além disso, as máquinas não conseguiram prever a velocidade impressionante com que a massa se acumulou nas regiões externas. Esses erros nas previsões matemáticas são fundamentais para ajustar as teorias atuais sobre como a matéria se organiza no cosmos.
Essas discrepâncias entre os dados reais e as simulações são valiosas, pois ajudam a ajustar os parâmetros de evolução das galáxias. Fatores como a taxa de fusão e os mecanismos de feedback estelar precisam ser revistos para refletir a rapidez da transformação. Essas informações refinam nossa compreensão sobre as forças invisíveis que governam a movimentação de gases e poeira.
“Astrônomos modelam a formação da Via Láctea há décadas, mas agora podemos testar essas teorias com dados reais”, afirma a Dra. Vivian Tan. O uso do telescópio permitiu mapear como os progenitores galácticos evoluíram junto com o próprio Universo. Essa validação empírica de modelos é um marco que transforma a astrofísica teórica em uma ciência de observação direta.
A equipe planeja usar o Webb para observar galáxias ainda mais primitivas, recuando até o período de formação dos primeiros sistemas. O objetivo é capturar o estágio em que a Via Láctea tinha apenas 3% de sua idade atual. Explorar esse estágio embrionário do universo revelará as raízes profundas de toda a estrutura galáctica que observamos nos dias de hoje.
O professor Adam Muzzin destaca que este é apenas o começo das investigações sobre nossas origens espaciais. Ele afirma que a equipe pretende observar galáxias ainda mais jovens para entender o surgimento das estrelas. A meta é alcançar o momento em que a gravidade aglutinou a matéria primordial de forma organizada no vácuo espacial absoluto.
O centro de pesquisa Herzberg e a York University foram peças fundamentais na coordenação deste esforço internacional. Mais de uma dezena de universidades e institutos de astrofísica colaboraram para processar o imenso volume de dados. Essa união permitiu que as instituições canadenses liderassem uma das descobertas mais relevantes sobre a complexa estrutura cósmica.
Por enquanto, a equipe da CANUCS continua analisando as imagens para refinar o cronograma da nossa evolução galáctica. Eles esperam encontrar pistas sobre a influência da matéria escura nos primeiros bilhões de anos do Universo. O trabalho prossegue com a promessa de novas revelações assim que as observações de campo profundo forem processadas.
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