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jun 21

Astrônomos usam o Hubble para analisar uma massivo disco galáctico “morto” que desafia as teorias da evolução das galáxias

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Agindo como um “telescópio natural” no espaço, a gravidade do enorme aglomerado de galáxias no plano da frente, MACS J2129-0741, amplia, aumenta o brilho e distorce a distante galáxia de fundo MACS2129-1, vista na caixa de cima. A inserção do meio é uma ampliação da galáxia distorcida pelo efeito de lente gravitacional. A inserção abaixo é uma imagem reconstruída, com base em modelos, que mostra o aspecto da galáxia caso o aglomerado na frente não estivesse presente. A galáxia tem um tom avermelhado porque está tão distante que a sua luz é desviada para a parte vermelha do espectro pelo efeito Doppler. Créditos: NASA, ESA, S. Toft (Universidade de Copenhaga), M. Postman (STScI) e equipe CLASH

Combinando o poder de uma “lente natural” (lente gravitacional) no espaço com a capacidade do Telescópio Espacial Hubble da NASA, astrônomos fizeram uma descoberta surpreendente – o primeiro exemplo de uma galáxia em forma de disco, compacta ainda que massiva, de rápida rotação, que deixou de fabricar estrelas apenas poucos bilhões após o Big Bang.

Encontrar tal galáxia tão cedo no início da história do Universo desafia a compreensão atual de como as galáxias massivas se formam e evoluem, alegam os pesquisadores.

Quando o Hubble fotografou a galáxia, os astrônomos esperavam ver uma bola caótica de estrelas formada através de galáxias que se fundiram. Em vez disso, viram evidências de que as estrelas nasceram em um disco em formato de panqueca.

Esta é a primeira evidência observacional direta de que pelo menos algumas das primeiras galáxias “mortas”, onde a formação estelar parou, de alguma forma evoluem de um disco parecido ao da Via Láctea para as gigantes elípticas que vemos hoje.

Esta é uma surpresa porque as galáxias elípticas contêm estrelas mais antigas, enquanto as galáxias espirais geralmente contêm estrelas azuis mais jovens. Pelo menos algumas dessas primeiras galáxias de disco “mortas” devem ter sofrido algumas mudanças. Elas não só mudaram de estrutura, mas também os movimentos de suas estrelas a fim de esculpir uma forma de galáxia elíptica.

Sune Toft, líder do estudo e do Centro de Cosmologia Escura do Instituto Neils Bohr, Universidade de Copenhagen, Dinamarca, declarou:

Esta nova visão pode nos obrigar a repensar todo o contexto cosmológico de como as galáxias chegam depressa à ‘velhice’ e evoluem para galáxias locais de forma elíptica. Talvez estivéssemos cegos ao fato de que as primeiras galáxias ‘mortas’ pudessem ser realmente discos, simplesmente porque não as conseguíamos observar.

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Esta impressão artística mostra o possível aspecto da jovem e morta galáxia de disco MACS2129-1, à direita, em comparação com a nossa Via Láctea, à esquerda. Apesar de três vezes mais massiva, essa galáxia tem apenas metade do tamanho da nossa galáxia. MACS2129-1 também gira a mais que o dobro da velocidade da Via Láctea. Note que as regiões da Via Láctea são azuis devido à “explosão” de formação estelar, enquanto a jovem galáxia morta é amarela, o que significa uma popular estelar mais velha e nenhuma ou pouquíssima formação estelar recente. Créditos: NASA, ESA e Z. Levy (STScI)

Os estudos prévios de galáxias remotas e mortas assumiram que a sua estrutura é semelhante à das galáxias elípticas locais para onde evoluem. Em princípio, a confirmação desta suposição exige telescópios espaciais mais poderosos do que os disponíveis atualmente. No entanto, através de um fenômeno chamado de “lente gravitacional,” um massivo aglomerado de galáxias no plano da frente atua como uma “lente” no espaço para ampliar e esticar imagens de galáxias de fundo muito mais distantes. Ao juntar esta ‘lente natural’ com o poder de resolução do Hubble, os cientistas foram capazes de ver o centro da galáxia moribunda.

Paradoxalmente, a galáxia remota tem três vezes a massa da Via Láctea, mas apenas metade do tamanho da nossa galáxia. As medições da velocidade de rotação, feitas com o VLT (Very Large Telescope) do ESO, mostraram que o disco da galáxia gira em mais que o dobro da velocidade da Via Láctea.

Usando dados de arquivo do CLASH (Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble), Toft e seu time foram capazes de determinar a massa estelar, a taxa de formação estelar e as idades das estrelas.

Ainda não sabemos as razões desta galáxia ter cessado a produção de novas estrelas. Poderá ser o resultado de um núcleo galáctico ativo, onde a energia brota de um buraco negro supermassivo. Esta energia inibe a formação estelar ao aquecer o gás ou ao expulsá-lo da galáxia. Ou poderá ser o resultado do fluxo de gás frio para a galáxia, que é rapidamente comprimido e aquecido, impedindo com que arrefeça e produza nuvens de formação estelar no centro.

Mas, como é que estes discos jovens, compactos e massivos evoluem para as galáxias elípticas que vemos no Universo atual?

Sune Toft respondeu:

Provavelmente através de fusões. Se estas galáxias crescem através de fusões com companheiras mais pequenas e estas companheiras surgem em grande número e de muitos ângulos na direção da galáxia, isto acabaria por tornar aleatórias as órbitas das estrelas nas galáxias. Também podemos pensar nas grandes fusões galácticas. Definitivamente também destruiriam o movimento ordenado das estrelas.

Os resultados foram publicados na edição de 22 de junho de 2017 na Nature. Sune Toft e seu time esperam usar o Telescópio Espacial James Webb da NASA para procurar uma amostra maior deste tipo de galáxias.

Fonte

NASA: Hubble Captures Massive Dead Disk Galaxy that Challenges Theories of Galaxy Evolution

Artigo Científico

Nature: A massive, dead disk galaxy in the early Universe

._._.

https://www.nature.com/articles/nature22388.epdf?author_access_token=MlZ_lPvhYlc_R5ccAxov-NRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0NUZP2ljDiBrMgiODwJe2EFgIhH06gUd8mG3Rh1N5VjNxFcXjn_HPifl6LJzNM8tfuXmAiR2HYzWb1twYyzZjx4

Nature: A massive, dead disk galaxy in the early Universe (Página 1 de 18)

2 comentários

  1. ALESSANDRO FABIANO COLLUCI

    Boa noite. A que distância que essa galáxia se encontra de nós? Seria possível enxergar se não fosse o efeito da lente gravitacional? Obrigado.

    1. ROCA

      Com Z = ~2,1478 a luz dessa galáxia leva cerca de 10 bilhões de anos para chegar a nós. Sem o apoio da lente gravitacional não a veríamos com os equipamentos atuais disponíveis.

      Leia:
      A massive, dead disk galaxy in the early Universe

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