Spin flips mostram como as galáxias crescem a partir da teia cósmica

 

 Exemplos de galáxias SAMI com bojo central e disco circundante. Crédito: Hyper Supreme-Cam Subaru e Pan-STARSS

O alinhamento entre os giros das galáxias e a estrutura em grande escala do universo revela os processos pelos quais os diferentes componentes das galáxias se formam. A estrutura em grande escala do universo é traçada pela distribuição das galáxias. Esta “teia cósmica” consiste em estruturas filamentosas gigantes que ligam enormes aglomerados de galáxias.

Um novo estudo publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society descobriu que galáxias com protuberâncias maiores tendem a girar perpendicularmente aos filamentos em que estão inseridas, enquanto galáxias com protuberâncias menores tendem a girar paralelamente a esses filamentos.

“Tudo está relacionado à massa da protuberância”, diz a astrofísica Dra. Stefania Barsanti, da Universidade Nacional da Austrália, principal autora do artigo e membro do ASTRO 3D Center of Excellence.

“Galáxias que são principalmente discos, com uma protuberância de baixa massa, tendem a ter seu eixo de rotação paralelo ao filamento mais próximo. Isso ocorre porque elas se formam principalmente a partir do gás caindo no filamento e ‘enrolando-o’. As protuberâncias das galáxias crescem quando as galáxias se fundem, geralmente à medida que se movem ao longo do filamento. Assim, as fusões também tendem a ‘inverter’ o alinhamento entre a rotação da galáxia e o filamento de paralelo para perpendicular.”

“Achamos que as fusões devem ser mais prováveis à medida que as galáxias se movem ao longo dos filamentos em direção umas às outras. A direção dessas fusões impulsiona o giro”, diz o professor Scott Croom, astrônomo da Universidade de Sydney e co-autor do estudo. papel.

Esta descoberta lança luz sobre a formação de dois componentes principais das galáxias e como eles se relacionam com as estruturas e movimentos de grande escala da matéria na teia cósmica.  Nossa motivação foi tentar entender por que as galáxias giram e como elas adquirem seu momento angular do material que as forma”, diz Dr. Barsanti.

“Através deste estudo, podemos entender como as fusões desempenham um papel importante na formação de galáxias, tanto o componente central do bojo quanto o giro do giro”, diz ela. “Isso aponta para canais de formação particulares de como as galáxias começam a girar e como a rotação muda à medida que a galáxia evolui”.

Embora essa evolução tenha sido sugerida por simulações de computador, este estudo é a primeira vez que os cientistas usaram a observação direta para confirmar que o crescimento da protuberância central de uma galáxia pode fazer com que ela mude os alinhamentos.

“Este é um sinal sutil que é realmente difícil de detectar nas observações”, diz o Dr. Barsanti.

Isso foi possível com o advento da espectroscopia de campo integral, uma técnica na qual um instrumento óptico combina recursos espectrográficos e de imagem para construir uma imagem 3D de uma galáxia e, ao mesmo tempo, resolver seus movimentos internos.

Este estudo utilizou um espectroscópio chamado SAMI, acoplado ao telescópio Anglo Australian de 3,9 metros de largura localizado em Siding Spring, New South Wales.

Os pesquisadores usaram o SAMI para pesquisar 3.068 galáxias entre 2013 e 2020. Essa quantidade impressionante de dados levou anos para ser estudada e forneceu evidências diretas para o artigo publicado.

“Com o SAMI Galaxy Survey, temos espectroscopia resolvida espacialmente, permitindo-nos mapear a galáxia, com espectros em muitos pontos da galáxia”, diz o Dr. Barsanti. “Isso nos diz os movimentos internos das estrelas e do gás dentro da galáxia, para que possamos medir sua rotação geral. Esses resultados informarão o próximo grande estágio de nossa pesquisa, o Hector Galaxy Survey. Hector é o espectrógrafo de próxima geração que substitui o SAMI no Telescópio Anglo-Australiano, que usaremos para pesquisar cerca de 30.000 galáxias.”

O professor Stuart Wyithe, da Universidade de Melbourne, que é diretor do ASTRO 3D, diz que o artigo avança os principais objetivos do Centro de rastrear a distribuição da matéria desde os primeiros tempos do universo até os dias atuais e construir uma imagem 3D da formação e evolução do universo que vemos hoje.

“Usando o poder da pesquisa de galáxias SAMI, que mediu a estrutura 3D de galáxias individuais, bem como sua posição no espaço, este artigo mostra como os movimentos de massa nas galáxias e as posições das galáxias estão conectados, o que é uma peça essencial na compreensão como as galáxias se reuniam”, diz o professor Wyithe

O estudo foi realizado em colaboração com pesquisadores da Universidade Nacional Australiana, Universidade de Sydney, Universidade Johns Hopkins, Universidade de Hamburgo, Universidade de Cambridge e Universidade Macquarie.

Fonte: phys.org