James Webb encontra galáxia com quase nenhum oxigênio

Astrônomos usaram o Telescópio Espacial James Webb para estudar a galáxia LAP1-B, vista como era há 13 bilhões de anos. Ela tem a menor abundância de oxigênio já medida em uma galáxia desse tipo.

O achado mostra uma galáxia em estado químico muito primitivo. Isso ajuda cientistas a investigar como as primeiras estrelas começaram a enriquecer o Universo com elementos pesados.

Uma galáxia quase sem oxigênio

Logo após o Big Bang, o Universo tinha quase só hidrogênio e hélio. Elementos mais pesados, como oxigênio e carbono, surgiram depois, dentro das primeiras gerações de estrelas.

A equipe liderada por Kimihiko Nakajima, da Universidade de Kanazawa, no Japão, mediu uma abundância de oxigênio equivalente a apenas 1/240 da solar. O estudo saiu na revista Nature.

Esse número indica uma composição muito próxima da química inicial do cosmos. Para os astrônomos, LAP1-B registra uma etapa curta, logo após a formação de suas primeiras estrelas.

“Fiquei imediatamente animado com a extrema falta de oxigênio”, disse Nakajima ao Daily Galaxy. “Encontrar uma galáxia em estado tão primitivo é surpreendente.”

O carbono trouxe outra pista

O James Webb também revelou uma alta proporção entre carbono e oxigênio. Esse sinal combina com previsões teóricas para material lançado por explosões das primeiras estrelas.

Essas estrelas pioneiras mudaram a química do Universo. Elas transformaram hidrogênio e hélio em elementos mais pesados, depois espalharam esse material pelo espaço.

LAP1-B ajuda a observar esse processo em uma fase muito antiga. Ou seja, a galáxia funciona como um registro químico do começo da construção cósmica.

Uma lente natural ampliou a galáxia

O James Webb só conseguiu analisar LAP1-B com ajuda de uma lente gravitacional. Esse efeito ocorre quando a gravidade de um aglomerado de galáxias desvia e amplia a luz de objetos distantes.

No caso de LAP1-B, a ampliação chegou a cerca de 100 vezes. A equipe também acumulou mais de 30 horas de observação para medir sua composição.

Essa combinação permitiu estudar uma das menores e mais fracas galáxias conhecidas da era da reionização. Essa fase marcou uma mudança decisiva na luz do Universo jovem.

Um elo com fósseis da Via Láctea

A equipe calculou que LAP1-B tem menos de 3.300 massas solares em estrelas. Isso indica que a maior parte da galáxia fica em um halo invisível de matéria escura.

Esse perfil lembra as galáxias anãs ultrafracas que orbitam a Via Láctea. Elas têm poucas estrelas, brilham pouco e abrigam populações com mais de 12 bilhões de anos.

Masami Ouchi, do Observatório Astronômico Nacional do Japão e da Universidade de Tóquio, explicou a relevância dessa semelhança.

“As galáxias anãs ultrafracas não são apenas as galáxias menos brilhantes. Elas têm estrelas antigas, com mais de 12 bilhões de anos, e costumam ser descritas como fósseis do Universo”, afirmou.

O que ainda falta entender

Astrônomos já suspeitavam que essas galáxias anãs vinham das primeiras estruturas cósmicas. LAP1-B fornece uma conexão observacional direta com essa ideia.

“É uma surpresa profunda ver que LAP1-B se parece exatamente com o ancestral que imaginávamos nas teorias”, disse Ouchi.

Porém, ainda falta ampliar a comparação com outras galáxias antigas.