Gemini/NOIRLab/NSF/AURA
Esta imagem do telescópio Gemini North, no Hawaii, revela um par de galáxias espirais em interação – NGC 4568 (em baixo) e NGC 4567 (em cima) – à medida que começam a colidir e a fundir-se.
Um astrónomo australiano resolveu um mistério centenário sobre a forma como as galáxias evoluem de um tipo para outro.
O mesmo estudo mostra que a Via Láctea, a galáxia em que vivemos, nem sempre foi uma espiral.
O trabalho do professor Alister Graham, da Universidade de Swinburne, utiliza observações e conhecimentos novos e antigos para revelar como ocorre a especiação das galáxias.
A investigação foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Nas décadas de 1920 e 1930, o astrónomo Edwin Hubble e outros estabeleceram uma sequência de variações na anatomia das galáxias, agora conhecida como classificação de Hubble ou diagrama de Hubble.
Esta sequência carece de trajetórias evolutivas, mas continua a ser amplamente utilizada para classificar as galáxias com base no seu aspeto visual.
As galáxias podem conter milhares de milhões de estrelas que seguem ordenadamente órbitas circulares num disco apinhado ou que “zumbem” caoticamente num enxame esférico ou em forma de elipse.
Estes discos podem conter padrões espirais, sendo que estas galáxias espirais definem um dos extremos da classificação de Hubble, há muito conhecida.
Nesta sequência, as galáxias em forma de lentilha, conhecidas como galáxias lenticulares, com uma estrutura esférica central num disco sem espiral, foram consideradas a população de transição entre as galáxias espirais dominadas pelo disco, como a nossa Via Láctea, e as galáxias de forma elíptica, como M87.
No novo estudo, o professor Graham analisou imagens óticas do Telescópio Espacial Hubble e imagens infravermelhas do Telescópio Espacial Spitzer de 100 galáxias próximas.
Comparando a sua massa estelar e a massa do buraco negro central, descobriu dois tipos de galáxias lenticulares: velhas e pobres em poeira, e ricas em poeira.
As galáxias lenticulares ricas em poeira são construídas a partir de fusões de galáxias espirais. As galáxias espirais podem ter um pequeno esferoide central e um disco contendo braços espirais de estrelas, gás e poeira que se estendem para fora do centro.
As galáxias lenticulares poeirentas têm esferoides e buracos negros notavelmente mais proeminentes do que as galáxias espirais e do que as galáxias lenticulares pobres em poeira.
Numa reviravolta dos acontecimentos, a investigação do professor Graham mostrou que as galáxias espirais residem a meio caminho entre os dois tipos de galáxias em forma de lentilha.
“Isto redesenha a nossa muito apreciada sequência de galáxias”, diz o professor Graham, “e, o que é mais importante, vemos agora os caminhos evolutivos através de uma sequência de ‘casamentos’ de galáxias, ou aquilo a que na economia se pode referir como aquisições e fusões”.
Se as galáxias lenticulares, pobres em poeira, acretam gás e material, isso pode perturbar gravitacionalmente o seu disco, induzindo um padrão espiral e alimentando a formação de estrelas, alterando a sua estrutura e forma.
A Via Láctea tem várias galáxias satélites mais pequenas, como a anã de Sagitário e a anã de Cão Maior, e a sua estrutura revela uma rica história de aquisições.
É provável que a Via Láctea tenha sido, em tempos, uma galáxia lenticular pobre em poeira que acretou material, incluindo a satélite Gaia Salsicha-Encélado, e que, com o tempo, evoluiu para a galáxia espiral em que vivemos atualmente.
Imagens profundas obtidas por inúmeros telescópios terrestres nos últimos anos mostraram que esta é uma caraterística comum às galáxias espirais.
Algumas aquisições serão mais dramáticas. Um ‘casamento’ deste tipo está previsto para daqui a 4 a 6 mil milhões de anos, quando a Via Láctea e a galáxia de Andrómeda colidirem.
A sua colisão destruirá os atuais padrões espirais em ambas as galáxias, dando origem a uma galáxia fundida com um esferoide mais dominante, lançará muitas nuvens de poeira e será acompanhada por um aumento da massa do buraco negro central. Isto levará ao nascimento de uma galáxia lenticular rica em poeira.
A fusão subsequente de duas galáxias lenticulares poeirentas parece ser suficiente para apagar completamente os seus discos e para criar uma galáxia elíptica, incapaz de reter nuvens de gás frio com poeira.
De certa forma, as galáxias lenticulares, pobres em poeira, aparecem como um registo fóssil das galáxias primordiais do Universo. Estas galáxias dominadas por discos são muito antigas e comuns.
A fusão de duas delas, no Universo jovem, pode explicar a recente observação pelo Telescópio James Webb de uma galáxia massiva dominada por um esferoide quando o Universo tinha 700 milhões de anos.
Além disso, a nova investigação revelou também que a fusão de duas galáxias elípticas é suficiente para explicar as galáxias mais massivas do Universo atual, observadas nos centros de enxames de galáxias com 1000 membros.
O professor Graham observa que muitas pistas eram conhecidas, mas ainda não tinham sido combinadas numa imagem coesa. Ele diz: “As coisas encaixaram-se quando se reconheceu que as galáxias lenticulares não são a única população de ligação que durante muito tempo foram retratadas”.
O novo trabalho significa que as galáxias têm agora a sua árvore genealógica. “É a sobrevivência do mais apto”, diz o professor Graham, “o que significa, em última análise, o reinado dos esferoides sobre os discos”.
E acrescenta: “A astronomia tem agora uma nova sequência anatómica e, finalmente, uma sequência evolutiva em que se vê que a especiação das galáxias ocorre através do inevitável ‘casamento’ de galáxias consagrado pela gravidade.”
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