Galáxias massivas no início do Universo formaram estrelas em um clipe muito mais rápido do que hoje - criando o equivalente a mil novos sóis por ano. Essa taxa atingiu seu pico 3 bilhões de anos após o Big Bang e, em 6 bilhões de anos, as galáxias criaram a maioria de suas estrelas.
Novas observações do Telescópio Espacial Hubble mostram que mesmo galáxias anãs - os pequenos aglomerados de massa de vários bilhões de estrelas - produzem estrelas em ritmo acelerado, desempenhando um papel maior do que o esperado na história inicial do Universo.
Hoje, tendemos a ver galáxias anãs agarradas a galáxias maiores, ou às vezes engolidas por dentro, em vez de existir apenas como coleções flamejantes de estrelas. Mas os astrônomos suspeitam que os anões no início do Universo possam transformar estrelas rapidamente. O problema é que a maioria das imagens não é nítida o suficiente para revelar as galáxias fracas e distantes que precisamos observar.
"Nós já suspeitávamos que galáxias anãs estourando contribuiriam para a onda inicial de formação de estrelas, mas esta é a primeira vez que conseguimos medir o efeito que elas realmente tiveram", disse o principal autor Hakim Atek, da École Polytechnique Fédérale de Lausanne. (EPFL) em um comunicado de imprensa. "Eles parecem ter tido um papel surpreendentemente significativo a desempenhar durante a época em que o Universo formou a maioria de suas estrelas."
Estudos anteriores de galáxias de explosão estelar no início do Universo foram direcionados para galáxias massivas, deixando de fora o grande número de galáxias anãs que existiam nessa época. Mas os recursos altamente sensíveis da Wide Field Camera 3 do Hubble permitiram aos astrônomos espiar galáxias anãs de baixa massa no distante Universo.
Atek e colegas analisaram 1000 galáxias de aproximadamente três bilhões de anos a 10 bilhões de anos após o Big Bang. Eles pesquisaram seus dados, em busca da linha H-alfa: uma linha espectral visível em vermelho escuro, que ocorre quando um elétron de hidrogênio cai do terceiro para o segundo nível mais baixo de energia.
Nas regiões de formação estelar, o gás circundante é continuamente ionizado pela radiação das estrelas recém-formadas. Uma vez que o gás é ionizado, o núcleo e o elétron removido podem se recombinar para formar um novo átomo de hidrogênio com o elétron normalmente em um estado de energia mais alto. Esse elétron então volta ao estado fundamental, um processo que produz emissão de H-alfa cerca da metade do tempo.
Portanto, a linha H-alfa é uma sonda eficaz de formação de estrelas e o brilho da linha H-alfa (que é muito mais fácil de detectar do que o contínuo fraco, quase invisível) é uma sonda eficaz da taxa de formação de estrelas. A partir dessa linha única, Attek e colegas descobriram que a taxa com que as estrelas se acendem nos primeiros anões é surpreendentemente alta.
"Essas galáxias estão formando estrelas tão rapidamente que na verdade poderiam dobrar toda a sua massa de estrelas em apenas 150 milhões de anos - esse tipo de ganho em massa estelar levaria a maioria das galáxias normais de 1 a 3 bilhões de anos", disse o co-autor Jean-Paul Kneib, também da EPFL.
A equipe ainda não sabe por que essas pequenas galáxias estão produzindo um número tão vasto de estrelas. Em geral, acredita-se que explosões de formação estelar sigam eventos algo caóticos, como fusões galácticas ou o choque de uma supernova. Mas, continuando a estudar essas galáxias anãs, os astrônomos esperam lançar luz sobre a evolução galáctica e ajudar a pintar uma imagem consistente dos eventos no início do Universo.
O artigo foi publicado hoje no Astrophysical Journal e pode ser visto aqui. O último Hubblecast (abaixo) também cobre esse resultado emocionante.
