VLT do ESO mostra que a galáxia gigante M87 engoliu outra galáxia inteira no último bilhão de anos

O enorme halo em torno da galáxia elíptica gigante Messier 87 pode ser visto nesta imagem de campo profundo. Um excesso de radiação na região em cima à direita do halo e o movimento das nebulosas planetárias nesta galáxia, são os últimos sinais que restam de uma galáxia de tamanho médio que colidiu recentemente com Messier 87. A imagem mostra também muitas outras galáxias que fazem parte do Aglomerado de Virgem, do qual Messier 87 é o membro maior. Em particular, as duas galáxias em cima à direita da imagem são chamadas “os Olhos”. Créditos: Chris Mihos (Case Western Reserve University) / ESO

Observações recentes obtidas com o Very Large Telescope do ESO mostraram que Messier 87, a galáxia elíptica gigante mais próxima de nós, engoliu uma galáxia inteira de tamanho médio no último bilhão de anos. Uma equipe de astrônomos conseguiu pela primeira vez seguir o movimento de 300 nebulosas planetárias brilhantes, encontrando evidências claras deste evento e encontrando também excesso de radiação emitida pelos restos da vítima completamente desfeita.

Os astrônomos pensam que as galáxias crescem ao engolir galáxias menores. No entanto, evidências deste fenômeno não são fáceis de encontrar — tal como os restos da água de um copo lançada num lago se mistura com a água do lago, as estrelas da galáxia menor misturam-se com as estrelas muito semelhantes da galáxia maior, não deixando qualquer traço.

Uma equipe de astrônomos liderada pela estudante de doutorado Alessia Longonardi do Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha, utilizou uma técnica observacional inteligente para mostrar que a nossa vizinha galáxia elíptica gigante Messier 87 se fundiu com uma galáxia em espiral pequena no último bilhão de anos.

Alessia Longobardi, disse:

“Este resultado mostra de modo direto que as estruturas grandes e luminosas no Universo ainda estão crescendo de modo substancial — as galáxias ainda não estão prontas! Uma grande parte do halo exterior da Messier 87 aparece-nos duas vezes mais brilhante do que seria de esperar se a colisão não tivesse ocorrido.

Messier 87 situa-se no centro do aglomerado de galáxias da Virgem. Trata-se de uma enorme bola de estrelas com um massa total de mais de um trilhão de vezes a do Sol, localizada a cerca de 50 milhões de anos-luz de distância.

Em vez de tentarem ver todas as estrelas de Messier 87 — existem literalmente bilhões destes objetos que, para além de serem muito tênues, são obviamente muito numerosos para poderem ser estudados de forma individual — a equipe observou nebulosas planetárias, as conchas luminosas em torno de estrelas envelhecidas [1]. Uma vez que estes objetos brilham muito intensamente num tom específico de verde-água, podemos facilmente distingui-los das estrelas à sua volta. Observações cuidadas da radiação emitida por estas nebulosas usando um espectrógrafo potente podem também revelar os seus movimentos [2].

O pontos vermelhos e azuis marcam a posição das nebulosas planetárias cujo movimento revelou que Messier 87 foi recentemente atingida por uma galáxia menor, que foi completamente engolida por ela. Os objetos marcados a vermelho estão a afastar-se de nós, enquanto os azuis de aproximam (relativamente à galáxia como um todo). Crédito: A. Longobardi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik)/C. Mihos (Case Western Reserve University)/ESO

Tal como a água de um copo que deixa de se ver uma vez atirada a um lago — mas que pode causar ondas e outras perturbações passíveis de serem vistas se houver partículas de lama na água — os movimentos das nebulosas planetárias, medidos com o auxílio do espectrógrafo FLAMES montado no Very Large Telescope, dão-nos pistas sobre a fusão que ocorreu.

Ortwin Gerhard, chefe do grupo de dinâmica do Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha, coautor do novo estudo, acrescentou:

Estamos assistindo a um único evento de acreção recente, no qual uma galáxia de tamanho médio passou através do centro de Messier 87 e, como consequência das enormes forças de maré, as suas estrelas dispersaram-se ao longo de uma região 100 vezes maior que a galáxia original!

A equipe observou também de forma cuidadosa a distribuição da radiação nas regiões exteriores de Messier 87 e descobriu evidências de radiação adicional emitida pelas estrelas da galáxia menor que se desfez. Estas observações mostraram também que a galáxia desfeita trouxe estrelas mais jovens e azuis para Messier 87, inferindo-se assim que a galáxia absorvida seria, antes da fusão, muito provavelmente, uma galáxia espiral formando estrelas.

A coautora Magda Arnaboldi (ESO, Garching, Alemanha), concluiu:

É muito interessante conseguir identificar estrelas que se encontram espalhadas por centenas de milhares de anos-luz no halo desta galáxia — e ainda conseguir inferir a partir das suas velocidades que pertencem a uma estrutura comum. As nebulosas planetárias verdes são as agulhas no palheiro das estrelas douradas. No entanto, estas “agulhas” raras dão-nos pistas sobre o que aconteceu às estrelas.

Este trabalho foi descrito no artigo intitulado “The build-up of the cD halo of M87 — evidence for accretion in the last Gyr”, assinado por A. Longobardi et al., publicado em 25 de junho de 2015 na revista especializada Astronomy & Astrophysics Letters.

Notas

[1] As nebulosas planetárias formam-se quando estrelas do tipo do Sol chegam ao final das suas vidas. Estes objetos emitem uma grande fração da sua energia em apenas algumas linhas espectrais e, devido a este fato, são as únicas estrelas individuais cujos movimentos podem ser medidos à distância de 50 milhões de anos-luz da Terra. Estes objetos comportam-se como faróis de luz verde e como tal informam-nos onde estão e a que velocidade se deslocam.

[2] Estas nebulosas planetárias são mesmo assim muito tênues, daí a necessidade de utilizar o poder total do Very Large Telescope para as estudar: a radiação emitida por uma nebulosa planetária típica no halo de Messier 87 é equivalente a duas lâmpadas de 60 watt situadas em Vênus e observadas a partir da Terra.

Os movimentos das nebulosas planetárias ao longo da linha de visada, afastando-se ou aproximando-se da Terra, levam a desvios das linhas espectrais, resultado do efeito Doppler. Estes desvios podem ser medidos de forma precisa com o auxílio de um espectrógrafo sensível e a partir daí deduzir a velocidade das nebulosas.

Fonte

ESO: eso1525 — Giant Galaxy is Still Growing — Messier 87 has swallowed an entire galaxy in the last billion years

Artigo Científico

A&A: The build-up of the cD halo of M87 — evidence for accretion in the last Gyr

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