terça-feira, 25 de julho de 2017

A matéria-prima de estrelas em aglomerados galácticos do Universo jovem

A colaboração internacional SpARCS (Spitzer Adaptation of the Red-sequence Cluster Survey), sediada na Universidade da Califórnia, em Riverside, combinou observações de vários dos telescópios mais poderosos do mundo para realizar um dos maiores estudos, até agora, do gás molecular, a matéria-prima que alimenta a formação estelar em todo o Universo, em três dos mais distantes aglomerados galácticos já descobertos, detectados numa época em que o Universo tinha apenas 4 bilhões de anos.

Galáxia do Girino

© Hubble/Bill Snyder (Galáxia do Girino)

A Galáxia do Girino, também conhecida como UGC 10214 ou Arp 188, é uma galáxia espiral perturbada que mostra correntes de gás expelido por interações gravitacionais com outra galáxia. O gás molecular é o ingrediente necessário para formar estrelas em galáxias do Universo jovem.

Os aglomerados são regiões raras do Universo que consistem de grupos íntimos de centenas de galáxias que contêm bilhões de estrelas, bem como gás quente e a misteriosa matéria escura. Em primeiro lugar, os pesquisadores usaram observações espectroscópicas do observatório W. M. Keck em Mauna Kea, Havaí, e do VLT (Very Large Telescope) no Chile para confirmar que 11 galáxias eram membros, formadores de estrelas, de três grupos massivos. Em seguida, os cientistas obtiveram imagens, através de vários filtros, com o telescópio espacial Hubble, que revelaram uma surpreendente diversidade na aparência das galáxias, onde algumas já haviam formado grandes discos com braços espirais.

Um dos telescópios utilizados foi o extremamente sensível ALMA (Atacama Large Millimeter Array), capaz de detectar diretamente as ondas de rádio emitidas pelo gás molecular encontrado nas galáxias do Universo jovem. As observações do ALMA permitiram a determinação da quantidade de gás molecular em cada galáxia e forneceram a melhor medição, até agora, da quantidade de combustível disponível para formar estrelas.

As propriedades das galáxias nestes aglomerados foram comparadas com as propriedades das "galáxias de campo" (galáxias situadas em ambientes mais típicos com menos vizinhos próximos). Para sua surpresa, descobriram que as galáxias nos aglomerados tinham quantidades maiores de gás molecular em relação à quantidade de estrelas nas galáxias de campo. A descoberta intrigou a equipe porque é há muito sabido que quando uma galáxia cai para um aglomerado, as interações com outros membros galácticos e com o gás quente aceleram o desligamento da formação estelar em relação a uma galáxia de campo parecida (o processo é conhecido como extinção ambiental).

Se as galáxias dos enxames tiverem mais combustível disponível, seria de esperar que formassem mais estrelas do que as galáxias de campo e, no entanto, isto não acontece.

Existem várias explicações: é possível que este ambiente quente e hostil dos aglomerados, onde existem muitas galáxias vizinhas, perturbe o gás molecular a tal ponto que apenas uma pequena fração deste gás forme efetivamente estrelas. Alternativamente, é possível que um processo ambiental, como o aumento da atividade de fusão nas galáxias do aglomerado, resulte nas diferenças observadas entre as populações do aglomerado e das galáxias de campo.

A equipe do SpARCS desenvolveu novas técnicas, usando observações infravermelhas do telescópio espacial Spitzer da NASA, para identificar centenas de aglomerados galácticos anteriormente desconhecidos no Universo jovem. No futuro, planejam estudar uma amostra maior de aglomerados. A equipe recebeu recentemente tempo adicional no ALMA, no observatório W. M. Keck e no telescópio espacial Hubble para continuar a investigar como a vizinhança na qual uma galáxia vive determina por quanto tempo pode continuar formando estrelas.

Os resultados foram publicados recentemente na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: University of California (Riverside)

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