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O lento crescimento das galáxias

 

Impressão de artista do material em acreção de uma galáxia jovem

Novas observações do (VLT) Very Large Telescope do ESO forneceram, pela primeira vez, provas diretas de que as galáxias jovens podem crescer ao incorporarem gás frio que se encontra ao seu redor, utilizando-o como combustível na formação de muitas estrelas novas. Nos primeiros milhares de milhões de anos depois do Big Bang, a massa das galáxias típicas aumentou dramaticamente e compreender porque é que isto aconteceu é um dos atuais problemas da astrofísica moderna. Os resultados saem na edição desta semana da revista Nature.

As primeiras galáxias formaram-se quando o Universo tinha menos de um milhar de milhões de anos de idade e era muito menor do que os sistemas gigantes - incluindo a Via Láctea - que observamos atualmente. Por isso, o tamanho da galáxia média aumentou à medida que o Universo se desenvolveu. As galáxias colidem com alguma regularidade e desse processo resulta a fusão que origina sistemas maiores. Este é, portanto, um mecanismo importante no crescimento das galáxias. No entanto, um modo de crescimento adicional mais suave foi proposto.

Uma equipe de astrônomos europeus utilizou o VLT do ESO para testar uma ideia inovadora - a de que galáxias jovens cresceram ao incorporarem correntes frias de gás de hidrogênio e hélio que enchiam o Universo primordial, formando novas estrelas a partir desse material primitivo. Tal como uma empresa comercial pode expandir-se juntando-se a outras companhias ou contratando mais pessoal, também as galáxias jovens poderiam crescer de dois modos diferentes - ou juntando-se a outras galáxias ou incorporando matéria.

O líder da equipe, Giovanni Cresci (Observatório Astrofísico di Arcetri) comenta: "Os novos resultados obtidos com o VLT são a primeira evidência direta de que a adição de gás primordial aconteceu realmente e foi suficiente para dar início a formação estelar vigorosa que, por sua vez, originou o crescimento de galáxias de grande massa no Universo jovem." A descoberta irá ter certamente um grande impacto na nossa compreensão da evolução do Universo desde o Big Bang até ao presente. As teorias de formação e evolução galáctica poderão ter que ser revistas.

O grupo começou por selecionar três galáxias muito distantes no intuito de tentar encontrar evidências do fluxo de gás primordial vindo do espaço circundante e da formação de estrelas novas a ele associadas. Houve o cuidado de escolher galáxias que não tivessem sido perturbadas por interações com outras galáxias. As galáxias escolhidas tem discos em rotação muito regulares, semelhantes à Via Láctea, e foram observadas a cerca de dois mil milhões de anos depois do Big Bang (o que corresponde a um desvio para o vermelho da ordem de três).

Nas galáxias do Universo atual, os elementos pesados são mais abundantes perto do centro. Mas quando a equipe de Cresci mapeou as galáxias distantes selecionadas com o espectrógrafo SINFONI acoplado no VLT, verificou com entusiasmo que, nos três casos, existia uma zona na galáxia, próxima do centro, com menos elementos pesados, mas que albergava formação estelar intensa, sugerindo assim que o material que origina esta formação estelar estará a vir do gás primordial circundante que é pobre em elementos pesados. Esta foi a melhor prova até agora da existência de galáxias jovens incorporando gás primordial e utilizando-o para formar novas gerações de estrelas.

Tal como Cresci conclui: "Este estudo apenas foi possível graças ao excelente desempenho do instrumento SINFONI montado no VLT, o qual abriu uma nova janela no estudo das propriedades químicas de galáxias muito distantes. O SINFONI fornece informação não apenas em duas dimensões espaciais, mas também numa terceira dimensão espectral, a qual permite observar os movimentos internos das galáxias e estudar a composição química do gás interestelar."

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