O Telescópio Espacial James Webb identificou uma das estruturas galácticas mais surpreendentes já observadas no Universo primitivo. Astrônomos descobriram uma galáxia espiral barrada situada a um desvio para o vermelho de 5,1, tornando-a a galáxia desse tipo mais distante conhecida até hoje.
Batizada de M1149-BSG-z5, a galáxia existia quando o Universo tinha cerca de 1,2 bilhão de anos, durante a chamada Época da Reionização, período em que as primeiras galáxias estavam transformando o ambiente cósmico após o surgimento das primeiras estrelas.
A descoberta foi liderada por Xiaohan Wang, da Universidade Tsinghua, na China, e publicada no servidor científico arXiv.
Galáxias espirais barradas possuem uma estrutura alongada de estrelas atravessando sua região central. Essa barra funciona como um mecanismo capaz de redistribuir gás e estrelas pela galáxia, influenciando diretamente sua evolução e a formação de novas estrelas.
No Universo atual, esse tipo de estrutura é relativamente comum. No entanto, os modelos de formação galáctica indicavam que barras estelares deveriam ser raras nos primeiros bilhões de anos após o Big Bang, quando as galáxias ainda eram altamente turbulentas e passavam por frequentes interações gravitacionais.
As observações do James Webb vêm mudando essa visão. Nos últimos anos, o telescópio revelou diversas galáxias barradas muito mais antigas do que se imaginava. Agora, a M1149-BSG-z5 estabelece um novo recorde de distância para esse tipo de objeto.
Os dados mostram que sua barra estelar possui aproximadamente 14.700 anos-luz de comprimento. O raio efetivo da galáxia é estimado em cerca de 8.500 anos-luz, enquanto seus braços espirais se estendem por quase 17.900 anos-luz.
Além do tamanho impressionante, a M1149-BSG-z5 também apresenta características de uma galáxia bastante desenvolvida para uma época tão antiga do Universo. Sua massa é estimada em aproximadamente 28 bilhões de vezes a massa do Sol e ela forma estrelas em um ritmo extremamente intenso, produzindo cerca de 144 massas solares em novas estrelas a cada ano.
Os pesquisadores também encontraram evidências da presença de um núcleo galáctico ativo, indicando que um buraco negro supermassivo está acumulando matéria em seu centro. Apesar disso, a relação entre a massa do buraco negro e a massa total da galáxia é relativamente baixa, semelhante à observada em diversas galáxias do Universo próximo e inferior à encontrada em muitos núcleos ativos igualmente antigos.
Outro aspecto que chamou a atenção foi sua composição química. A galáxia possui uma metalicidade correspondente a aproximadamente metade da observada no Sol, indicando que várias gerações de estrelas já haviam enriquecido seu gás com elementos mais pesados. Para um objeto observado tão cedo na história cósmica, esse é um sinal de evolução relativamente avançada.
A equipe também analisou a posição da galáxia no diagrama BPT, ferramenta utilizada para identificar a principal fonte de ionização do gás galáctico. Os resultados reforçam que a M1149-BSG-z5 combina intensa formação estelar com a atividade de seu buraco negro central.
Quando comparada com outras galáxias conhecidas na mesma época do Universo, a M1149-BSG-z5 também se destaca pelo porte. Ela é maior do que a maioria das galáxias observadas em redshifts próximos de 5 e apresenta dimensões comparáveis às de galáxias barradas encontradas em épocas mais recentes da evolução cósmica.
Os astrônomos ainda identificaram uma galáxia vizinha localizada a cerca de 69 mil anos-luz de distância. Essa proximidade pode indicar que interações gravitacionais entre os dois sistemas tenham desempenhado um papel importante na formação da barra estelar.
A descoberta reforça uma das principais contribuições do James Webb desde o início de suas operações: revelar que diversas estruturas consideradas típicas de galáxias maduras surgiram muito antes do previsto. À medida que novas observações forem realizadas, os pesquisadores esperam entender quando as primeiras barras começaram a aparecer e qual foi sua influência na evolução das primeiras galáxias do Universo.
Artigo científico: https://arxiv.org/abs/2606.25022
Sobre a imagem: Imagem composta em falsa cor de M1149-BSG-z5, criada com dados de imagem do JWST obtidos em F090W+F115W+F150W (azul), F200W+F277W+F300M (verde) e F356W+F410M+F444W (vermelho). Créditos da imagem: Wang et al.