Cientistas voltaram virtualmente aos primeiros 180 milhões de anos do Universo — e encontraram pistas sobre nossa galáxia

Simulação que revê os primeiros 180 milhões de anos do Universo

Uma nova simulação computacional permite investigar como galáxias semelhantes à Via Láctea surgiram nos primeiros momentos de sua história. O cenário apresentado pelos pesquisadores mostra que o nascimento dessas estruturas pode ter sido muito mais turbulento do que sua aparência atual sugere.

Como as galáxias se formam

Antes de existir uma grande galáxia, havia milhares de pequenas estruturas. A reconstrução faz parte do projeto MEGATRON, que utiliza simulações de alta resolução para investigar a formação das primeiras galáxias.

• Região do Universo destinada a se transformar em uma galáxia com massa semelhante à da Via Láctea.
• Simulação começa 180 milhões de anos após o Big Bang e acompanha cerca de dois bilhões de anos de evolução cósmica.
• Resultado: milhares de pequenos sistemas, cada um seguindo uma trajetória diferente.

Alguns sistemas produziam estrelas intensamente, outros continham principalmente gás, e alguns já tinham passado por episódios de intensa atividade e estavam praticamente apagados.

O papel do Telescópio James Webb

O MEGATRON incorpora processos físicos como gravidade, formação de estrelas, evolução química, radiação e comportamento do gás. Os pesquisadores produziram mais de 175 mil espectros simulados de galáxias primitivas, permitindo comparações com observações reais realizadas pelo Telescópio Espacial James Webb.

Boa parte da diversidade espectral identificada pelo Webb no Universo primitivo aparece naturalmente nas simulações, mostrando que as primeiras galáxias não seguiram um único padrão de evolução.

Composição química das primeiras galáxias

A simulação oferece uma explicação para a relação entre tamanho das galáxias e sua composição química. Parte desse comportamento pode estar relacionada às estrelas de População III, consideradas a primeira geração de estrelas do Universo.

Algumas estrelas muito massivas poderiam terminar suas vidas em supernovas por instabilidade de pares, espalhando grandes quantidades de elementos químicos pelo ambiente. O modelo reproduziu uma abundância média de ferro próxima de [Fe/H] = -2,5 em sistemas com menos de aproximadamente 100 mil massas solares em estrelas, compatível com tendências observadas em certas galáxias anãs atuais.

Embora a simulação não reproduza exatamente o passado da Via Láctea, ela oferece uma imagem detalhada de como grandes galáxias podem surgir. A Via Láctea que conhecemos hoje pode ser o resultado de bilhões de anos de encontros, colisões e fusões entre milhares de pequenos sistemas.