Os astrônomos descobriram uma galáxia anormalmente distante, formadora de estrelas, cuja luz levou 13 bilhões de anos para chegar à Terra. Talvez o mais incrível, no entanto, seja o fato de a galáxia ter sido observada diretamente, sem a ajuda de um fenômeno celestial conhecido como lente gravitacional.

Essa galáxia é chamada MAMBO-9 e foi detectada há 10 anos com o instrumento Max-Planck Millimeter Bolometer (MAMBO) conectado ao telescópio IRAM de 30 metros na Espanha. Na época, os astrônomos eram incapazes de discernir a distância da galáxia da Terra devido à sua luminosidade incrivelmente baixa. Os astrônomos sabiam que ela estava longe, eles simplesmente não sabiam a que distância.

Mas agora eles sabem, graças à sensibilidade oferecida pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), localizado nos Andes chilenos. Novas pesquisas publicadas no Astrophysical Journal colocam a MAMBO-9 a uma distância de 13 bilhões de anos-luz da Terra – uma observação notável, dado que o próprio universo tem 13,8 bilhões de anos. O MAMBO-9 se formou meros 970 milhões de anos após o Big Bang. Esta galáxia antiga, portanto, é como um portal para o passado, permitindo que os astrônomos vislumbrem literalmente como era o universo durante esse estágio inicial de sua formação.

Uma imagem de rádio do ALMA da galáxia formadora de estrelas, que consiste em duas partes e está em processo de fusão. Imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), CM Casey et al.; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton

Galáxias mais antigas já foram vistas antes, incluindo a galáxia SPT0311-58, que se formou apenas 780 milhões de anos após o Big Bang. O que é particularmente especial no MAMBO-9, no entanto, é que essa é a galáxia empoeirada mais distante e subsequentemente a mais antiga a ser observada diretamente pelos telescópios, sem o benefício das lentes gravitacionais – um efeito de ampliação no qual a gravidade de uma galáxia em primeiro plano distorce a luz de uma atrás dela.

“Descobrimos a galáxia em uma nova pesquisa com o ALMA projetada especificamente para identificar galáxias empoeiradas e formadoras de estrelas no início do universo”, disse Caitlin Casey, um astrônomo da Universidade do Texas em Austin e principal autor do novo estudo, em um comunicado de imprensa. “E o que há de especial nessa observação é que esta é a galáxia empoeirada mais distante que já vimos de maneira desobstruída”.

Por “galáxia empoeirada”, Casey está se referindo a galáxias massivas cheias de poeira e formadoras de estrelas. Esses tipos de galáxias podem gerar estrelas com valor de milhares de massas solares por ano, sendo que uma massa solar corresponde ao peso do nosso Sol.

Em comparação, a Via Láctea produz cerca de três massas solares de estrelas a cada ano. A maioria dessas gigantescas fábricas estelares se formou muito tempo depois do universo atingir um certo nível de maturidade, mas algumas foram observadas em menos de um bilhão de anos após o Big Bang, incluindo o SPT0311-58. Dada sua aparência surpreendentemente precoce, as galáxias empoeiradas provavelmente desempenharam um papel importante no desenvolvimento do universo primitivo.

Casey e seus colegas também foram capazes de medir a massa total de gás e poeira compactada na MAMBO-9. Essa galáxia primordial contém gás e poeira no valor de 10 toneladas da massa de todas as estrelas da Via Láctea – é enorme. Essa é uma observação realmente interessante, porque significa que a MAMBO-9, há cerca de 13 bilhões de anos atrás, da nossa perspectiva, ainda não havia produzido a grande maioria de estrelas que estava destinada a criar (ela provavelmente conseguiu produzir essas estrelas, mas nós nunca teremos a oportunidade de vê-las a menos que conseguimos observar MAMBO-9 pelos próximos 4 a 6 bilhões de anos ou mais).

Os astrônomos detectaram duas seções discerníveis da galáxia, uma grande e uma pequena, que estão em processo de fusão.

Em um e-mail para o Gizmodo, o astrônomo Robert Minchin, cientista sênior do Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha (SOFIA) do Centro de Pesquisa Ames da NASA, disse que o novo artigo “certamente parece interessante”.

“Ao contrário das galáxias com lentes gravitacionais, temos uma visão não distorcida da MAMBO-9”, disse ele. “O ALMA conseguiu resolver a fonte em um par de galáxias que está possivelmente em processo de fusão, o que provavelmente desencadeou as explosões estelares na fonte – estamos basicamente vendo uma galáxia em seu processo de formação”, disse Minchin, que não estava envolvido com o novo estudo.

Como observado, a MAMBO-9 foi catalogada há uma década, mas somente agora os astrônomos conseguiram determinar sua distância.

“Já existem muitas fontes catalogadas que podem ser igualmente interessantes, mas que ainda não foram confirmadas espectroscopicamente”, disse Minchin. “Infelizmente, essa confirmação requer muito tempo valioso do telescópio, que está em alta demanda”.

No futuro, Casey e seus colegas esperam usar o ALMA para encontrar galáxias igualmente antigas e distantes para ter uma noção do quão comuns eram naquela época e descobrir como conseguiram adquirir tanto gás e poeira em um período tão curto após o Big Bang.