ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S.Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
O ALMA não só testemunhou um “jogo da corda” galático entre galáxias em fusão, como também descobriu o “choro” do nascimento de uma “estrela bebé” na Pequena Nuvem de Magalhães.
Enquanto observavam uma galáxia recém-dormente usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/ submillimeter Array) e o Telescópio Espacial Hubble, cientistas descobriram que tinha parado de formar estrelas, não porque tinha esgotado todo o seu gás, mas porque a maior parte do seu combustível formador de estrelas tinha sido atirado para fora do sistema ao fundir-se com outra galáxia.
O resultado é uma novidade para os cientistas do ALMA. Além disso, se provados comuns, os resultados podem mudar a forma como os cientistas pensam acerca das fusões e mortes das galáxias.
À medida que as galáxias se movem através do Universo, por vezes encontram outras galáxias. Quando interagem, a gravidade de cada galáxia atrai a outra. O subsequente “jogo da corda” lança gases e estrelas para longe das galáxias, deixando para trás fluxos de material conhecidos como caudas de maré.
E é exatamente isso que os cientistas acreditam que aconteceu a SDSS J1448+1010, mas com uma reviravolta na história. A galáxia massiva, que nasceu quando o Universo tinha cerca de metade da sua idade atual, quase que completou a sua fusão com outra galáxia.
Durante observações com o Hubble e com o ALMA, os cientistas descobriram caudas de maré contendo cerca de metade de todo o gás frio e formador de estrelas do sistema. A descoberta do material forçosamente descartado – igual a 10 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol – indicou que a fusão poderia ser responsável pelo “desligar” da formação estelar, o que os cientistas não esperavam.
“O que inicialmente tornou esta galáxia massiva interessante foi que, por alguma razão, deixou subitamente de formar estrelas há cerca de 70 milhões de anos, imediatamente após uma explosão de atividade de formação estelar. A maioria das galáxias está feliz por continuar a formar estrelas”, disse Justin Spilker, astrónomo da Universidade A&M do Texas e o autor principal do artigo científico.
“As nossas observações com o ALMA e com o Hubble provaram que a verdadeira razão pela qual a galáxia deixou de formar estrelas é que o processo de fusão ejetou cerca de metade do gás combustível, disponível para a formação estelar, para o espaço intergaláctico. Sem combustível, a galáxia não conseguia continuar a formar estrelas”, acrescentou.
A descoberta está a lançar luz sobre os processos pelos quais as galáxias vivem ou morrem e a ajudar os cientistas a compreender melhor a sua evolução.
“Quando olhamos para o Universo, vemos algumas galáxias a formar ativamente novas estrelas, como a nossa própria Via Láctea, e algumas que não estão. Mas essas galáxias “mortas” têm muitas estrelas antigas, por isso devem ter formado todas essas estrelas em algum momento e depois deixaram de fabricar novas”, disse Wren Suess, colega de cosmologia na Universidade da Califórnia, Santa Cruz, e coautora do artigo científico.
“Ainda não compreendemos todos os processos que fazem com que as galáxias deixem de formar estrelas, mas esta descoberta mostra o quão poderosas são estas grandes fusões galácticas e o quanto podem afetar a forma como uma galáxia cresce e muda com o tempo”, adiu.
Uma vez que o novo resultado é de uma única observação, não está atualmente claro o quão típico este “jogo da corda” e a sua quiescência resultante podem ser. No entanto, a descoberta desafia as teorias há muito defendidas sobre como a formação estelar e as galáxias morrem e tem proporcionado aos cientistas um novo desafio excitante: encontrar mais exemplos.
“Embora seja bastante claro, a partir deste sistema, que o gás frio pode realmente acabar bem para lá de um sistema em fusão, e que ‘desliga’ uma galáxia, o tamanho da amostra, apenas uma galáxia, diz-nos muito pouco sobre como este processo é comum”, disse David Setton, estudante no departamento de física e astronomia da Universidade de Pittsburgh e coautor do artigo.
“Mas existem muitas galáxias por aí, como J1448+1010, que conseguimos apanhar mesmo no meio desses ‘crashes’ e estudar exatamente o que lhes acontece quando passam por esta fase. A ejeção de gás frio é uma nova e excitante peça do puzzle da quiescência, e estamos entusiasmados por tentar encontrar mais exemplos”, realçou.
Spilker acrescentou: “Os astrónomos costumavam pensar que a única forma de fazer as galáxias deixarem de formar estrelas era através de processos violentos e rápidos, como muitas supernovas a explodir na galáxia para soprar a maior parte do gás para fora e a aquecer o resto. As nossas observações mostram que não é preciso um processo ‘vistoso’ para cortar a formação estelar. O processo de fusão, muito mais lento, pode também pôr fim à formação estelar e às galáxias”.
“Choro” do nascimento de uma “estrela bebé”
Os elementos pesados, na matéria interestelar, têm um impacto significativo no mecanismo de formação estelar. No Universo primitivo, a abundância de elementos pesados era menor do que no Universo atual, porque ainda não tinha havido tempo suficiente para a nucleossíntese produzir elementos pesados nas estrelas. O modo como a formação estelar, em tal ambiente, difere da formação estelar atual, não tem sido bem compreendida.
Uma equipa internacional liderada pelo professor Toshikazu Onishi, da Universidade Metropolitana de Osaka, e pelo professor assistente Kazuki Tokuda, da Universidade de Kyushi/NAOJ, usou o ALMA para observar objetos estelares jovens de alta massa na Pequena Nuvem de Magalhães.
A Pequena Nuvem de Magalhães é caracterizada por uma baixa abundância de elementos mais pesados do que o hélio, semelhante às galáxias de há 10 mil milhões de anos. O alvo proporciona uma visão observacional detalhada graças à distância relativamente próxima da Terra. Neste estudo, os investigadores detetaram um fluxo de gás bipolar a sair da “estrela bebé” Y246 e determinaram que o fluxo molecular tem uma velocidade superior a 54.000 km/h em ambas as direções.
No Universo atual, pensa-se que as “estrelas bebé” em crescimento têm o seu movimento de rotação suprimido por este fluxo molecular durante a contração gravitacional, acelerando o crescimento da estrela. A descoberta do mesmo fenómeno na Pequena Nuvem de Magalhães sugere que este processo de formação estelar tem sido comum ao longo dos últimos 10 mil milhões de anos. A equipa espera também que esta descoberta traga novas perspetivas ao estudo das estrelas e da formação planetária.
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