O alvorecer do universo é muito leve Os astrônomos podem ter descoberto o porquê

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O alvorecer do universo é muito leve. Os astrônomos podem
ter descoberto o porquê.
Há algo estranho no início do Universo.
Correção: há um monte de “algo estranho” sobre o início do Universo. Mas para uma coisa estranha em
particular, os cientistas podem ter encontrado uma solução. Há muito mais luz UV brilhando das galáxias
no alvorecer do tempo do que esperávamos, e pode ser porque elas são positivamente fecundas com as
estrelas.
De acordo com novas simulações, a quantidade de luz detectada no Amanhecer Cósmico com o
Telescópio Espacial James Webb pode ser contabilizada pela formação de estrelas, sem a necessidade
de qualquer ajuste fino. Isso significa que não precisamos recorrer a soluções como modelos
cosmológicos não padronizados para explicar a luz UV extra nos primeiros bilhões de anos após o Big
Bang.
“A descoberta dessas galáxias foi uma grande surpresa porque elas eram substancialmente mais
brilhantes do que o previsto”, diz o astrofísico Claude-André Faucher-Giguére, da Universidade
Northwestern.
“Normalmente, uma galáxia é brilhante porque é grande. Mas como essas galáxias se formaram no
Amanhecer Cósmico, não se passou tempo suficiente desde o Big Bang. Como essas galáxias massivas
podem se reunir tão rapidamente? Nossas simulações mostram que as galáxias não têm problemas em
formar esse brilho pelo Amanhecer Cósmico.
As observações do JWST do Universo primitivo derrubou upendednossos preconceitos sobre a época
crítica após o Big Bang. O telescópio encontrou muito mais galáxias do que esperávamos, parecendo
muito diferente do que pensávamos que elas seriam.
Alguns deles brilham muito mais intensamente do que os astrônomos pensavam que encontraríamos no
Amanhecer Cósmico. Podemos interpretar isso como significando que essas galáxias são bastante
https://www.sciencealert.com/big-bang
https://news.northwestern.edu/stories/2023/09/bursts-of-star-formation-explain-mysterious-brightness-at-cosmic-dawn/?fj=1
https://news.northwestern.edu/stories/2023/09/bursts-of-star-formation-explain-mysterious-brightness-at-cosmic-dawn/?fj=1
https://www.sciencealert.com/we-may-have-a-new-new-record-for-the-most-distant-known-galaxy
https://www.sciencealert.com/the-earliest-supermassive-black-hole-ever-found-has-just-been-spotted
https://www.sciencealert.com/jwst-detects-earliest-galaxies-to-date-and-they-dont-look-the-way-we-expected
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grandes. Mas essa não é a única maneira que as galáxias podem produzir luz.
“A chave é reproduzir uma quantidade suficiente de luz em um sistema dentro de um curto período de
tempo”, diz o astrofísico Guochao Sun da Universidade Northwestern.
“Isso pode acontecer porque o sistema é realmente enorme ou porque tem a capacidade de produzir
muita luz rapidamente. Neste último caso, um sistema não precisa ser tão grande. Se a formação de
estrelas ocorrer em explosões, ela emitirá flashes de luz. É por isso que vemos várias galáxias muito
brilhantes."
Impressão artística de galáxias starburst no Amanhecer Cósmico, cercada pela escuridão.
(Aaron M. (em inglês) Geller, Northwestern, CIERA + IT-RCDS)
Para descobrir se a luz dessas galáxias primitivas foi o resultado de tamanho ou formação de estrelas, a
equipe liderada pelo Sol usou simulações de computador para modelar a formação de galáxias durante
o Amanhecer Cósmico, com os materiais e o ambiente que estavam disponíveis no rescaldo do Big
Bang.
https://news.northwestern.edu/stories/2023/09/bursts-of-star-formation-explain-mysterious-brightness-at-cosmic-dawn/?fj=1
https://news.northwestern.edu/stories/2023/09/bursts-of-star-formation-explain-mysterious-brightness-at-cosmic-dawn/?fj=1
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Galáxias mais maduras no Universo próximo – grandes, estabelecidas e relativamente calmas – tendem
a produzir estrelas a uma taxa mais ou menos estável.
Quando os pesquisadores escorreram suas simulações, descobriram que as galáxias no Amanhecer
Cósmico fizeram algo diferente. Sua formação estelar ocorreu em rajadas furiosas, intercaladas com
períodos de vários milhões de anos de baixa formação de estrelas.
Isso é conhecido como formação estelar estourada, e é especialmente comum em galáxias de baixa
massa – como aquelas galáxias que se formam no Amanhecer Cósmico teriam sido. Não está claro por
que, mas os astrônomos pensam que tem a ver com algo chamado feedback, pelo qual a formação de
estrelas é reduzida pelas próprias estrelas.
“O que pensamos que acontece é que uma explosão de estrelas se forma, então alguns milhões de
anos depois, essas estrelas explodem como supernovas”, explica Faucher-Giguére.
“O gás é expulso e depois cai de volta para formar novas estrelas, impulsionando o ciclo de formação de
estrelas. Mas quando as galáxias são massivas o suficiente, elas têm uma gravidade muito mais forte.
Quando as supernovas explodem, elas não são fortes o suficiente para ejetar gás do sistema. A
gravidade mantém a galáxia unida e a traz para um estado estacionário.
As simulações também mostraram que o número de galáxias brilhantes observadas de cada vez
corresponde às observações do JWST, sem a necessidade de ajustar quaisquer parâmetros. Esta é uma
das evidências mais fortes até agora de que a formação estelar estourada, não o tamanho, é
responsável pela luz inesperada.
Trabalhos futuros levando em conta o estouro, dizem os pesquisadores, poderiam ajudar a modelar a
evolução inicial de galáxias e aglomerados de galáxias.
Os resultados foram publicados no The Astrophysical Journal Letters.
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abe9511
https://news.northwestern.edu/stories/2023/09/bursts-of-star-formation-explain-mysterious-brightness-at-cosmic-dawn/?fj=1
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acf85a