Há 12,6 bilhões de anos, quando o universo tinha apenas 1,2 bilhão de anos — menos de 10% de sua idade atual —, um gigantesco protoaglomerado de galáxias já se formava. Batizado de Loktak, em referência ao lago indiano de mesmo nome e suas ilhas flutuantes, essa estrutura foi inicialmente detectada pelo Telescópio Subaru, no Havaí, e depois estudada em detalhes pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST). Os resultados, publicados no The Astrophysical Journal Letters, mostram que o ambiente já influenciava o crescimento das galáxias em uma época muito mais remota do que os cientistas supunham.
No universo atual, as galáxias não se distribuem uniformemente. Elas se aglomeram em estruturas gigantescas que contêm centenas ou milhares de membros. Mas essas megacidades cósmicas não existiam no início. Suas “sementes” — regiões ligeiramente mais densas que cresceram sob a ação da gravidade — são chamadas de protoaglomerados. A grande questão era: quando esses ambientes densos começaram a alterar a evolução das galáxias?
O Loktak foi descoberto por uma equipe internacional liderada por Ronaldo Laishram, do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ). Usando a câmera Hyper Suprime-Cam (HSC) do Subaru, os astrônomos mapearam uma vasta área do céu em busca de emissoras Lyman-alfa — galáxias jovens e ativas na formação de estrelas que emitem um tipo específico de luz ultravioleta. Identificaram então uma região onde essas galáxias estavam fortemente concentradas, com quatro núcleos interligados em uma estrutura maior, que lembra as ilhas flutuantes do Lago Loktak, em Manipur, na Índia.
O JWST revela diferenças de tamanho
Em seguida, a equipe usou o JWST para comparar as galáxias dentro do protoaglomerado com galáxias de mesma idade cósmica, mas em ambientes menos densos. As imagens infravermelhas do Webb permitiram medir duas coisas distintas: a luz ultravioleta, que traça as regiões de formação estelar ativa, e a luz visível, que revela a distribuição geral das estrelas mais antigas.
O resultado foi surpreendente. Em luz ultravioleta, não havia diferença significativa entre os dois grupos. Ou seja, os núcleos de formação estelar tinham tamanhos semelhantes. Já em luz visível, as galáxias dentro do protoaglomerado eram, em média, 1,4 vez maiores do que suas contrapartes em ambientes normais.
Isso significa que, embora os berçários de estrelas jovens funcionassem de forma parecida, as galáxias em regiões densas já haviam construído suas partes externas muito mais cedo e rapidamente — como se o ambiente ao redor as tivesse “empurrado” a crescer mais depressa.
Consequências para a evolução cósmica
A descoberta é importante porque demonstra que os efeitos ambientais já estavam em ação quando o universo tinha apenas 1,2 bilhão de anos. Mesmo antes de os aglomerados de galáxias estarem completamente formados, o destino de uma galáxia dependia de onde ela vivia. A formação estelar nos centros ocorria de maneira universal, mas o crescimento da estrutura estelar externa era influenciado pela vizinhança.
“Os protoaglomerados são os locais de construção das estruturas mais massivas do universo atual”, disse Ronaldo Laishram. “Encontrar um sistema tão claramente organizado nesta época inicial nos dá uma rara oportunidade de estudar como o ambiente afeta o crescimento das galáxias no universo jovem.”
Os astrônomos agora querem saber se esse tipo de efeito ambiental era comum no início do universo ou se o Protocluster Loktak é uma exceção. Observações futuras com o instrumento PFS (ʻŌnohiʻula) do Telescópio Subaru e com o sistema de óptica adaptativa ULTIMATE, combinadas com o acompanhamento do JWST, ajudarão a responder a essa pergunta.
Por enquanto, o Loktak já ofereceu uma lição fundamental: a aparência das galáxias não é moldada apenas por suas características internas, mas também pelo lugar onde elas se formam — e essa influência começou nos primeiros capítulos da história cósmica.
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