Como os superquasares moldaram as primeiras galáxias e desafiaram as observações do JWST

Quasares extremamente poderosos no Universo primitivo ejetaram o gás formador de estrelas das galáxias onde se localizavam. Esses superquasares estão por trás das intrigantes observações do Universo inicial feitas pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST). O JWST revelou que mesmo galáxias muito antigas possuem buracos negros supermassivos em seus centros, uma descoberta que desafia nossa compreensão do Universo primordial e de como galáxias e buracos negros crescem. A energia liberada por esses quasares pode restringir severamente a formação de novas estrelas nas galáxias hospedeiras, impactando diretamente sua evolução.

Uma nova pesquisa, publicada na revista *Nature* sob o título "Fluxos extremos em escala galáctica são frequentes entre os primeiros quasares luminosos", propõe uma explicação para esses achados. Os autores destacam que "a existência de abundantes galáxias pós-explosão estelar/quiescentes apenas 1-2 Gyrs após o Big Bang desafia o nosso atual paradigma de evolução galáctica". Eles sugerem que a enorme produção de energia desses quasares aquece o hidrogênio formador de estrelas, impedindo a formação de novas estrelas e, consequentemente, o crescimento galáctico.

Para investigar essa hipótese, os pesquisadores utilizaram dados do JWST. Eles relatam "uma alta taxa de detecção (6/27) de fluxos excepcionalmente rápidos e poderosos em escala galáctica, traçados pela emissão [O iii] em z ∼ 5, 6 quasares luminosos". Esses fluxos extremos são comparáveis ou até mais rápidos que os fluxos mais velozes de [O iii] observados em z ≲ 3. A velocidade e a potência desses jatos são tais que eles podem atingir o meio circungaláctico (CGM) ou até mesmo o meio intergaláctico (IGM), influenciando vastas regiões além da galáxia hospedeira.

Esses fluxos de gás e energia não apenas aquecem o material disponível para a formação estelar, mas também o ejetam para fora da galáxia. Ao fazer isso, eles efetivamente "limpam" a galáxia de seu combustível, criando regiões onde a formação de novas estrelas é severamente inibida ou completamente interrompida. Em essência, os quasares abrem "canais" ou "buracos" no disco galáctico, por onde o gás é expelido, impedindo que ele se condense e forme novas estrelas.

Os quasares, portanto, exercem uma influência muito mais complexa do que apenas aquecer o gás. Eles são agentes ativos na regulação do crescimento galáctico, determinando a taxa de formação estelar e, consequentemente, a evolução morfológica das galáxias. Embora alguns desses efeitos sejam intrinsecamente difíceis de quantificar, esta investigação oferece uma resposta convincente para algumas das questões levantadas pelas observações do Universo primordial realizadas pelo JWST, ajudando a reconciliar as teorias de evolução galáctica com os dados observacionais mais recentes.