A galáxia distante GN-z11 pode dever grande parte de sua luz surpreendente a estrelas massivas, e não ao seu buraco negro central.
GN-z11 é observada tal como existia quando o Universo ainda era muito jovem. Sua luz viajou por mais de 13 bilhões de anos antes de chegar até nós. Apesar dessa distância, a galáxia aparece notavelmente luminosa e compacta, levando os astrônomos a buscar a fonte dessa energia.
Campo profundo observado pelo James Webb contendo GN-z11.
Fonte: NASA / ESA / CSA / STScI
O telescópio espacial James Webb permite decompor sua luz de acordo com seus diferentes comprimentos de onda. Esse espectro funciona como uma impressão digital: certas formas revelam a presença de estrelas quentes, gás ou matéria aquecida ao redor de um buraco negro. Os pesquisadores compararam vários modelos capazes de reproduzir essas assinaturas.
Duas explicações principais estavam em disputa. A primeira atribui grande parte da luz ultravioleta a um núcleo galáctico ativo, alimentado por matéria caindo em direção a um buraco negro. A segunda envolve uma população de estrelas jovens, muito massivas e muito quentes.
Os novos ajustes favorecem claramente o cenário dominado pelas estrelas. Uma assinatura particular do nitrogênio, chamada perfil de P Cygni, tem forte peso nesse resultado. Esse tipo de forma espectral aparece quando ventos rápidos provenientes de estrelas massivas absorvem e emitem luz.
O nitrogênio justamente apresenta outro enigma. GN-z11 exibe emissões que haviam sido interpretadas como uma abundância excepcionalmente elevada desse elemento em toda a galáxia. As novas medições permitem outra interpretação: o nitrogênio pode estar mais concentrado em regiões de gás muito denso ao redor de algumas estrelas.
Os pesquisadores propõem, em particular, a participação de estrelas massivas do tipo Wolf-Rayet, ricas em nitrogênio. Seus ventos podem enriquecer localmente o gás ao redor. Estrelas vizinhas muito quentes então forneceriam radiação suficiente para fazer esse gás brilhar e produzir as linhas observadas pelo James Webb.
Essa explicação não significa que GN-z11 não tenha um buraco negro particularmente ativo. Trabalhos anteriores encontraram indícios favoráveis à existência de um buraco negro em crescimento. O novo estudo busca, antes, determinar qual fonte domina certas propriedades ultravioleta da galáxia, e os modelos estelares reproduzem melhor os dados analisados.
Os autores submeteram seus resultados ao Astrophysical Journal. Outras observações espectroscópicas deverão agora separar com maior precisão as diferentes regiões de GN-z11. Elas permitirão testar se seu nitrogênio incomum realmente provém de bolsões de gás enriquecidos localmente por estrelas massivas.