Astrônomos observaram uma galáxia que, surpreendentemente, tem formato muito semelhante à nossa Via Láctea —uma estrutura espiral com uma barra reta de estrelas e gás atravessando seu centro—, mas muito mais massiva. O achado oferece novas perspectivas sobre a formação galáctica.

A galáxia J0107a foi observada como aparecia há 11,1 bilhões de anos, quando o Universo tinha cerca de um quinto de sua idade atual. Para estudá-la, pesquisadores utilizaram dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), baseado no Chile, e do telescópio James Webb, da Nasa.

Eles determinaram que a massa da galáxia, incluindo suas estrelas e gás, era mais de dez vezes maior que a da Via Láctea e estava formando estrelas a uma taxa anual aproximadamente 300 vezes maior. No entanto, a J0107a era mais compacta que a Via Láctea.

"É uma galáxia monstruosa com alta taxa de formação estelar e abundância de gás, muito mais do que as galáxias atuais", afirmou o astrônomo Shuo Huang, do Observatório Astronômico Nacional do Japão, autor principal do estudo publicado no último dia 21 na revista Nature.

O astrônomo Toshiki Saito, da Universidade de Shizuoka no Japão e coautor da pesquisa, disse que a descoberta levanta uma questão importante: como uma galáxia tão massiva se formou em um Universo tão primitivo?

Embora existam algumas galáxias no Universo atual que estão passando por formação estelar a uma taxa similar à da J0107a, quase todas estão em processo de fusão ou colisão. Não havia nenhum sinal dessas circunstâncias envolvendo a galáxia analisada.

J0107a e Via Láctea têm algumas semelhanças.

"Elas são igualmente enormes e possuem uma estrutura similar. No entanto, a Via Láctea teve bastante tempo para formar suas enormes estruturas, enquanto J0107a não teve", disse Saito.

Nos primeiros bilhões de anos após o Big Bang, ocorrido há 13,8 bilhões de anos e que deu início ao Universo, as galáxias eram entidades turbulentas e muito mais ricas em gás do que as que existem atualmente —fatores que favoreceram explosões extremas de formação estelar. Enquanto galáxias com estruturas altamente organizadas, como a forma espiral barrada da Via Láctea, são comuns agora, esse não era o caso há 11,1 bilhões de anos.

"Comparada a outras galáxias monstruosas no Universo distante (datando de uma época cósmica anterior), cujas formas geralmente são perturbadas ou irregulares, é inesperado que J0107a pareça muito similar às galáxias espirais atuais", disse Huang.

"Teorias sobre a formação das estruturas galácticas atuais podem precisar ser revisadas", acrescentou Huang.

O telescópio Webb, ao observar através de vastas distâncias de volta ao Universo primitivo, descobriu que galáxias com formato espiral surgiram muito antes do que se pensava anteriormente. J0107a é agora um dos exemplos mais antigos conhecidos de uma galáxia espiral barrada.

Cerca de dois terços das galáxias espirais observadas no Universo atualmente têm uma estrutura em barra. Acredita-se que a barra funcione como uma espécie de berçário estelar, trazendo gás para dentro a partir dos braços espirais da galáxia. Parte desse gás forma o que são chamadas de nuvens moleculares. A gravidade causa a contração dessas nuvens, com pequenos centros tomando forma, que se aquecem e se tornam novas estrelas.

A barra que faz parte da J0107a mede cerca de 50 mil anos-luz de comprimento, disse Huang. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, 9,5 trilhões de quilômetros.

Segundo Saito, o James Webb "tem estudado intensamente a morfologia das primeiras galáxias massivas recentemente, mas sua dinâmica ainda é pouco compreendida".