Enorme reservatório de "combustível estelar" é descoberto em uma das galáxias mais jovens do Universo

O Universo era ainda muito jovem — apenas cerca de 700 milhões de anos após o Big Bang, ou aproximadamente 5% da sua idade atual — quando já existiam galáxias capazes de crescer rapidamente e formar estrelas. Uma equipe internacional de astrônomos, utilizando dois radiotelescópios potentes, observou diretamente pela primeira vez a composição do "combustível" para esse processo. Os resultados, publicados no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, trazem um novo olhar sobre como as primeiras grandes galáxias foram formadas.

Estamos falando da galáxia REBELS-25, observada em um desvio para o vermelho (redshift) de z=7,3. Ela se situa na época da reionização — um período em que as primeiras gerações de estrelas e galáxias mudavam gradualmente a face do cosmos, ionizando o hidrogênio neutro ao redor. Anteriormente, os astrônomos suspeitavam que tais objetos massivos primordiais deveriam possuir grandes reservas de gás molecular frio, a principal matéria-prima para o nascimento de novas estrelas. No entanto, faltavam evidências diretas: os sinais eram muito fracos e a radiação cósmica de fundo de micro-ondas em grandes distâncias dificultava as observações.

As observações realizadas no Very Large Array (VLA), no Novo México, e no Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, foram cruciais. Com o VLA, foi possível captar a fraca emissão de monóxido de carbono (CO), um indicador confiável de gás frio. Esta é a detecção desse tipo mais distante já realizada até hoje. O ALMA completou o cenário, permitindo estimar a temperatura, densidade e distribuição do gás. Descobriu-se que a REBELS-25 abriga cerca de 100 bilhões de massas solares de gás molecular frio, o que representa aproximadamente 95% de toda a matéria comum (bariônica) da galáxia. Para efeito de comparação, a quantidade de estrelas formadas nela até agora é significativamente menor.

A galáxia surpreende por sua maturidade. Pesquisas anteriores já haviam mostrado que ela possui um disco rotativo, muita poeira e um teor relativamente alto de elementos pesados. Agora, um enorme reservatório de gás foi adicionado a essa lista. "Nossos resultados demonstram que, apenas 700 milhões de anos após o Big Bang, as galáxias já possuíam vastas reservas de gás frio para formar novas estrelas", afirma a autora principal do estudo, Karin Cescon, da Universidade de Leiden.

O estudo também contou com a participação do astrônomo chileno Manuel Aravena, do Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines e da Universidad Diego Portales. Segundo ele, tais descobertas ajudam a entender como alguns sistemas no início do Universo acumulavam material tão rapidamente. Este não é necessariamente um cenário comum — talvez a REBELS-25 seja um exemplo excepcional, mas agora os cientistas têm uma ferramenta para verificar a frequência desses reservatórios.

A descoberta é um passo importante no estudo do "amanhecer cósmico". Futuros instrumentos mais sensíveis, como o Next Generation VLA, permitirão observar o gás frio em um número maior de galáxias primitivas. Por enquanto, vemos que, mesmo em um cosmos muito jovem, já havia condições para o crescimento acelerado de estruturas que, com o tempo, se tornaram a base do universo moderno. É um lembrete de quão dinâmico e cheio de surpresas era o Universo em seus primórdios.