p Galáxias massivas já eram muito mais maduras no início do universo do que o esperado. Isso foi mostrado por uma equipe internacional de astrônomos que estudou 118 galáxias distantes com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). p A maioria das galáxias se formou quando o universo ainda era muito jovem. Nossa própria galáxia, por exemplo, provavelmente começou a se formar 13,6 bilhões de anos atrás, em nosso universo de 13,8 bilhões de anos. Quando o universo tinha apenas dez por cento de sua idade atual (1-1,5 bilhões de anos após o Big Bang), a maioria das galáxias experimentou um "surto de crescimento". Durante este tempo, eles construíram a maior parte de sua massa estelar e outras propriedades, como poeira, conteúdo de elemento pesado, e formas de disco espiral, que vemos nas galáxias de hoje. Portanto, se quisermos aprender como galáxias como a Via Láctea se formaram, é importante estudar esta época.

p Em uma pesquisa chamada ALPINE (o Grande Programa ALMA para Investigar C + em Tempos Antecipados), uma equipe internacional de astrônomos estudou 118 galáxias que experimentaram um "surto de crescimento" no início do universo. "Para nossa surpresa, muitos deles eram muito mais maduros do que esperávamos, "disse Andreas Faisst do Centro de Análise e Processamento de Infravermelho (IPAC) do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech).

p As galáxias são consideradas mais "maduras" do que "primordiais" quando contêm uma quantidade significativa de poeira e elementos pesados. "Não esperávamos ver tanta poeira e elementos pesados ​​nessas galáxias distantes, ", disse Faisst. A poeira e os elementos pesados ​​(definidos pelos astrônomos como todos os elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio) são considerados um subproduto das estrelas moribundas. Mas as galáxias no início do universo ainda não tiveram muito tempo para construir estrelas, portanto, os astrônomos também não esperam ver muita poeira ou elementos pesados ​​lá.

p "De estudos anteriores, entendemos que essas galáxias jovens são pobres em poeira, "disse Daniel Schaerer, da Universidade de Genebra, na Suíça." No entanto, encontramos cerca de 20 por cento das galáxias que se reuniram durante esta época inicial já estão muito empoeiradas e uma fração significativa da luz ultravioleta das estrelas recém-nascidas já está oculta por esta poeira, " ele adicionou.

p Muitas das galáxias também foram consideradas relativamente crescidas porque mostraram uma diversidade em suas estruturas, incluindo os primeiros sinais de discos com suporte rotacional - que podem mais tarde levar a galáxias com uma estrutura espiral, como é observado em galáxias como a nossa Via Láctea. Os astrônomos geralmente esperam que as galáxias no início do universo se pareçam com um desastre de trem porque frequentemente colidem. "Vemos muitas galáxias colidindo, mas também vemos alguns deles girando de maneira ordenada, sem sinais de colisões, "disse John Silverman do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo, no Japão.

p ALMA já avistou galáxias muito distantes antes, como o MAMBO-9 (uma galáxia muito empoeirada) e o Wolfe Disk (uma galáxia com um disco giratório). Mas era difícil dizer se essas descobertas foram únicas, ou se havia mais galáxias como elas por aí. ALPINE é a primeira pesquisa que permitiu aos astrônomos estudar um número significativo de galáxias no início do universo, e mostra que eles podem evoluir mais rápido do que o esperado. Mas os cientistas ainda não entendem como essas galáxias cresceram tão rápido, e porque alguns deles já possuem discos rotativos.

p As observações do ALMA foram cruciais para esta pesquisa porque o radiotelescópio pode ver a formação estelar que está escondida pela poeira e rastrear o movimento do gás emitido pelas regiões de formação estelar. Pesquisas de galáxias no início do universo geralmente usam telescópios ópticos e infravermelhos. Estes permitem a medição da formação de estrelas não obscurecidas e massas estelares. Contudo, esses telescópios têm dificuldade em medir regiões obscurecidas por poeira, onde as estrelas se formam, ou os movimentos do gás nessas galáxias. E às vezes eles nem veem uma galáxia. "Com o ALMA, descobrimos algumas galáxias distantes pela primeira vez. Chamamos isso de Hubble-dark porque não puderam ser detectadas nem mesmo com o telescópio Hubble, "disse Lin Yan da Caltech.

p Para aprender mais sobre galáxias distantes, os astrônomos querem apontar o ALMA para galáxias individuais por mais tempo. "Queremos ver exatamente onde está a poeira e como o gás se move. Também queremos comparar as galáxias empoeiradas com outras na mesma distância e descobrir se pode haver algo especial em seus ambientes, "acrescentou Paolo Cassata, da Universidade de Pádua, na Itália, anteriormente na Universidad de Valparaíso no Chile.

p ALPINE é o primeiro e maior levantamento de galáxias com vários comprimentos de onda no início do universo. Para uma grande amostra de galáxias, a equipe coletou medições na óptica (incluindo Subaru, VISTA, Hubble, Keck e VLT), infravermelho (Spitzer), e rádio (ALMA). Estudos de múltiplos comprimentos de onda são necessários para obter uma imagem completa de como as galáxias são construídas. "Uma pesquisa tão grande e complexa só é possível graças à colaboração entre vários institutos em todo o mundo, "disse Matthieu Béthermin do Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, na França.