Lembra daqueles misteriosos pequenos pontos vermelhos (LRDs) que o Telescópio Espacial James Webb da NASA começou a avistar em 2022? Acontece que eles podem não ser tão misteriosos quanto pensávamos - ou tão solitários. Um novo estudo sugere que essas fontes vermelhas compactas e extremamente distantes podem estar escondendo galáxias inteiras atrás de seus exteriores chamativos.
Desde sua descoberta, os astrônomos debatem o que os LRDs realmente são. Uma teoria principal é que eles são buracos negros supermassivos, especificamente núcleos galácticos ativos (AGN). Mas esses pontos não se comportam como os AGN que vemos mais perto de casa. Eles são comuns em alto desvio para o vermelho, mas seus números caem drasticamente em desvios para o vermelho mais baixos, o que levanta a questão: o que acontece com eles conforme o universo envelhece?
Uma equipe liderada por Pierluigi Rinaldi do Observatório Steward da Universidade do Arizona (agora no Instituto de Ciências do Telescópio Espacial em Baltimore) pode ter encontrado uma pista. Seu estudo, publicado em 29 de julho no The Astrophysical Journal, sugere que os LRDs podem não ser uma população separada de galáxias. Em vez disso, sua aparência estranha pode ser parcialmente devida a um viés observacional - em distâncias extremas, as estruturas circundantes mais tênues se tornam invisíveis para nossos telescópios, deixando apenas a fonte central brilhante.
A equipe chegou a essa conclusão estudando uma galáxia espiral de menor desvio para o vermelho chamada WISEA J123635.56+621424.2, apelidada de "Saguaro" porque seus braços espirais lembram o cacto do deserto de Sonora. Esta galáxia, com desvio para o vermelho de 2 (vista como era cerca de 3,3 bilhões de anos após o Big Bang), tem uma fonte vermelha compacta em seu centro que se parece exatamente com um pequeno ponto vermelho - evocando apropriadamente o fruto vermelho rubi do cacto.
"Tudo criado no universo primitivo deve evoluir para algo ao nosso redor", disse o coautor George Rieke, da Universidade do Arizona. "Tínhamos pouca ideia do que os LRDs se tornam, mas esses resultados finalmente nos mostram como encontrar seus descendentes."
O Saguaro foi uma descoberta de sorte. Rinaldi examinou milhares de fontes, mas esta se destacou porque um dos conjuntos de micro-obturadores do Webb estava posicionado exatamente sobre seu núcleo, permitindo a coleta de dados espectroscópicos. Além disso, seu menor desvio para o vermelho deu uma visão mais clara de sua estrutura maior. A equipe combinou observações de arquivo do Hubble (ultravioleta) e do Webb (imagem infravermelha e espectroscopia) para estudá-la em todo o espectro eletromagnético.
"Como o Saguaro está em menor desvio para o vermelho, podemos ver a galáxia hospedeira muito bonita e brilhante em alta resolução e detalhe com Webb e Hubble", disse Zihao Wu, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian. "As observações do Webb podem nos ajudar a entender como a galáxia e seu núcleo semelhante a um pequeno ponto vermelho estão conectados."
A equipe testou se o centro vermelho compacto do Saguaro correspondia às características dos LRDs. Hubble e Webb mostraram que o núcleo brilha mais em UV e infravermelho do que em luz visível, como os LRDs distantes. Eles também separaram a luz da galáxia da luz do núcleo e verificaram raios-X. A maioria dos LRDs de alto desvio para o vermelho é invisível em raios-X, mas o Saguaro emitiu raios-X fracos, detectados pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA.
"O que as observações de raios-X mostram é que esta galáxia tem um núcleo galáctico ativo, e um muito obscurecido", disse Carys Gilbert, estudante de mestrado na Universidade da Cidade do Cabo. "Não é apenas obscurecido, mas também fraco em raios-X. Esse tipo de combinação poderia explicar a falta de emissão de raios-X que vemos de todos os outros pequenos pontos vermelhos. Isso se encaixa perfeitamente no quebra-cabeça dos pequenos pontos vermelhos."
Então veio o teste revelador: eles deslocaram digitalmente o Saguaro para desvios para o vermelho mais altos para simular como ele apareceria no universo primitivo. À medida que o moviam para mais longe, a galáxia circundante desaparecia de vista, deixando apenas o centro brilhante semelhante a um LRD. Isso apoia a ideia de que muitos LRDs distantes parecem isolados simplesmente porque suas galáxias hospedeiras são tênues demais para serem detectadas.
"Nossa teoria é que a maioria dessas fontes distantes é afetada por esse efeito cosmológico, criando um viés observacional", disse Rinaldi. "Nós"