Pesquisadores
usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA e o Observatório de Raios-X
Chandra descobriram galáxias compactas, jovens e massivas cujas as
festas de geração de estrelas estão acabando mais cedo. A explosão de
formação de estrelas tem consumido a maior parte do combustível gasoso
restante necessário para criar futuras gerações de estrelas. Agora a
festa acabou para essas galáxias, e elas estão na trajetória de
possivelmente se tornarem as chamadas galáxias vermelhas e mortas,
compostas somente de estrelas antigas. Os astrônomos debateram por
décadas como as galáxias massivas rapidamente se desenvolveram de
máquinas ativas de formação de estrelas até cemitérios famintos por
estrelas. Observações prévias dessas galáxias revelaram gêiseres de gás
sendo expelidos no espaço a uma velocidade superior a 2 milhões de
milhas por hora.
Os astrônomos suspeitavam que um poderoso e
monstruoso buraco negro pudesse existir no centro das galáxias, fazendo
com que os fluxos gasosos fossem atirados e que desligasse o nascimento
de estrelas a partir do combustível remanescente. Agora, uma análise de
12 galáxias em fusão no fim do frenesi de formação de estrelas está
mostrando que as estrelas estão desligando a luz na festa de formação de
estrelas. Isso aconteceu quando o universo tinha metade da sua idade
atual de cerca de 13.7 bilhões de anos.
“Antes do nosso estudo, a crença comum era
que as estrelas não podiam gerar fluxos de alta velocidade em galáxias,
e sim, somente os buracos negros supermassivos podiam gerar esse tipo
de fenômeno”, explica Paul Sell da Universidade Texas Tech em Lubbock,
principal autor do artigo científico que descreve os resultados do
estudo. “Através das nossas análises nós descobrimos que se você tem uma
explosão de estrelas compacta suficiente, que o Hubble mostrou, é o
caso dessas galáxias, você pode, na verdade produzir fluxos com essas
altas velocidades, que nós observamos de estrelas sozinhas sem a
necessidade de evocar o buraco negro”.
Christy Tremonti, membro da equipe, da
Universidade de Wisconsin-Madison, identificou primeiro as galáxias a
partir do Sloan Digital Sky Survey, como objetos pós-explosões estelares
emitindo jatos gasosos de alta velocidade. As visões nítidas, feitas na
luz visível pela Wide Field Camera 3 do Hubble, mostram que os fluxos
estão nascendo das galáxias mais compactas encontradas. Essas galáxias
contém uma massa parecida com a Via Láctea, mas empacotadas numa área
muito menor. As menores galáxias têm cerca de 650 anos-luz de diâmetro.
Nessas pequenas regiões do espaço, essas galáxias estão se formando
algumas centenas de sóis por ano. Em comparação, a Via Láctea, gera
cerca de um Sol por ano. Isso faz com que a festa barulhenta de formação
de estrelas acabe rapidamente em dez milhões de anos.
Uma razão para o desligamento estelar é
que o gás está se aquecendo rapidamente, tornando-se muito quente para
se contrair sob a gravidade para formar novas estrelas. Outra
possibilidade é que o frenesi de formação de estrelas consumiu a maior
parte do gás usado na formação de novas estrelas por meio de poderosos
ventos estelares. “A grande surpresa do Hubble foi a realização que as
estrelas recém formadas nasceram muito perto umas das outras”, disse
Aleks Diamond-Stanic, um membro da equipe, da Universidade de
Wisconsin-Madison, que primeiro sugeriu a possibilidade dos fluxos
guiados pela explosão de estrelas dessas galáxias, num artigo científico
de 2012.
“As condições físicas extremas nos
centros dessas galáxias explicam como elas podem expelir gases a milhões
de milhas por hora”. Para identificar o mecanismo que gera os fluxos de
alta velocidade, Sell e sua equipe usou o Observatório de Raios-X
Chandra e outros telescópios para determinar se os buracos negros
supermassivos das galáxias (pesando bilhões de Sóis) eram as fontes de
energia que os guiavam. Após analisar todas as observações, a equipe
concluiu que os buracos negros não eram a fonte desses fluxos. Ao invés
disso, foram os ventos estelares poderosos das estrelas mais massivas e
de vida curta no final de suas vidas, combinada com as mortes explosivas
de supernovas. Com base nas análises dos dados do Hubble e do Chandra,
os membros da equipe sugerem que a festa começou quando duas galáxias
ricas em gases colidiram gerando uma torrente de gás frio no centro
compacto das galáxias em fusão.
A grande quantidade de gás comprimido num
pequeno espaço iniciou o nascimento de numerosas estrelas. A energia
gerada com a formação dessas estrelas, então explodiu todo o gás
restante, evitando futuras formações de estrelas. Se você parar o fluxo
de gás frio para formar estrelas, é isso”, explicou Sell, que conduziu a
pesquisa enquanto era estudante de graduação na Universidade de
Wisconsin-Madison. “As estrelas pararam de formar, e as galáxias
rapidamente evoluíram e podem eventualmente se tornarem uma galáxia
elíptica vermelha e morta. Essas explosões estelares extremas são bem
raras, contudo, elas não podem crescer e formarem galáxias elípticas
gigantes típicas vistas em nossa vizinhança galáctica próxima. Elas são
mais compactas”.
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