Nuvens de hidrogénio neutro detectadas à volta da galáxia de Andrómeda

2004-03-02

Esta imagem mostra as recém-descobertas nuvens de hidrogénio neutro à volta da galáxia de Andrómeda, representadas a laranja sombreado (dados do Telescópio de Green Bank); o gás contido no enorme disco de hidrogénio de Andrómeda é mostrado em alta resolução a azul (dados do Radiotelescópio Westerbork Sythesis). Crédito: NRAO/AUI/NSF, WSRT.
Uma equipa de astrónomos realizou a primeira detecção conclusiva do que parecem ser "tijolos" que sobraram da formação galáctica -- nuvens de hidrogénio neutro -- ao redor da galáxia de Andrómeda
M31 (NGC 224) - Galáxia de Andrómeda
M31 é a galáxia de Andrómeda, a maior galáxia do chamado Grupo Local de galáxias. É uma galáxia espiral gigante, situada a uma distância de 2,4 milhões de anos-luz.
, a galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
espiral gigante mais próxima da Via Láctea
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
.

Esta descoberta poderá ajudar os cientistas a compreenderem a estrutura e evolução da Via Láctea e de todas as galáxias espirais. Poderá ainda ajudar a explicar porque é que certas estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
jovens em galáxias maduras contêm uma abundância de elementos químicos pesados
metal
Em Astronomia, todos os elementos químicos de número atómico superior ao do hélio são designados por metais, ou por elementos pesados.
muito menor do que as suas contemporâneas.

Pensa-se que as galáxias gigantes como a galáxia de Andrómeda e a Via Láctea se formam através de fusões sucessivas de galáxias mais pequenas e da acreção
acreção
Designa-se por acreção a acumulação de matéria (gás e poeira) para um astro central, como por exemplo um buraco negro, uma estrela, uma galáxia, ou um planeta.
de um grande número de nuvens de menor massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
. Os estudos teóricos prevêem que este processo de crescimento galáctico continua hoje em dia, mas não existiam até agora provas observacionais inequívocas de nuvens a cair em galáxias próximas.

A Via Láctea e a galáxia de Andrómeda formaram-se há vários milhares de milhões de anos numa vizinhança cósmica cheia de material galáctico, no qual o hidrogénio, o hélio e a matéria escura
matéria escura
A matéria escura é matéria que não emite luz e por isso não pode ser observada directamente, mas cuja existência é inferida pela sua influência gravitacional na matéria luminosa, ou prevista por certas teorias. Por exemplo, os astrónomos acreditam que as regiões mais exteriores das galáxias, incluindo a Via Láctea, têm de possuir matéria escura devido às observações do movimento das estrelas. A Teoria Inflacionária do Universo prevê que o Universo tem uma densidade elevada, o que só pode ser verdade se existir matéria escura. Não se sabe ao certo o que constitui a matéria escura: poderão ser partículas subatómicas, buracos negros, estrelas de muito baixa luminosidade, ou mesmo uma combinação de vários destes ou outros objectos.
fria eram os principais constituintes. Actualmente, a maior parte do material da vizinhança já terá sido incorporado nas duas galáxias, mas os astrónomos crêem que algumas das nuvens primitivas ainda andam por aí.

Estudos anteriores revelaram a presença de nuvens de hidrogénio neutro próximas da Via Láctea e que não fazem parte do disco galáctico. Estas nuvens foram inicialmente chamadas Nuvens de Alta Velocidade (NAVs) porque pareciam mover-se a velocidades difíceis de conciliar com a rotação galáctica.

Os cientistas não estavam seguros sobre a natureza das NAVs: poderiam ser os tais "tijolos" que sobraram da formação da Galáxia, ou então, gás acelerado
aceleração
A aceleração é a taxa de variação da velocidade de um corpo com o tempo.
a velocidades inesperadas devido à explosão de múltiplas supernovas
supernova
Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira. Existem dois tipos principais de supernova: as supernovas Tipo Ia, que resultam da explosão duma estrela anã branca que, no seio de um sistema binário, rouba matéria da estrela companheira até a sua massa atingir o limite de Chandrasekhar e então colapsa; e as supernovas Tipo II, que resultam da explosão de uma estrela isolada de massa elevada (com massa superior a cerca de 4 vezes a massa do Sol) que esgotou o seu combustível nuclear e expeliu as suas camadas externas, restando apenas um objecto compacto (uma estrela de neutrões ou um buraco negro).
na Via Láctea. A descoberta de nuvens semelhantes em Andrómeda parece indicar que pelo menos algumas destas NAVs são efectivamente "tijolos" galácticos.

Os astrónomos detectam o hidrogénio atómico neutro usando radiotelescópios sintonizados no comprimento de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
de 21 cm. A grande dificuldade em estudar as NAVs reside no sinal extremamente fraco que emitem, associado à enorme dificuldade em obter uma estimativa das distâncias a que se encontram.

Estes novos resultados referentes a Andrómeda foram obtidos com o gigantesco radiotelescópio de Green Bank (GBT
Green Bank Telescope (GBT)
O Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) é o maior radiotelescópio de uma só antena totalmente dirigível. O prato da antena do GBT mede 100 por 110 metros. O observatório em Green Bank é operado pela NRAO (National Radio Astronomy Observatory).
). Andrómeda foi o alvo escolhido por ser a galáxia espiral gigante mais próxima, a apenas uns 2,5 milhões de anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
da Terra.

O GBT foi capaz de detectar uma população de 20 nuvens de hidrogénio neutro e uma estrutura filamentar, que os astrónomos crêem estarem associados à galáxia de Andrómeda. Estes objectos, aparentemente sob a acção gravítica do halo de Andrómeda, encontram-se a menos de 163 000 anos-luz de Andrómeda.

Os modelos cosmológicos actualmente mais aceites prevêem a existência destes satélites e a sua detecção pode contribuir com alguma da matéria escura fria "desaparecida" (que os astrónomos pensam que existe, mas que ainda não encontraram). Também a confirmação da presença destas nuvens ao redor de galáxias grandes proporcionaria uma solução para o mistério de certas estrelas jovens, conhecidas por anãs G, serem quimicamente semelhantes a estrelas milhares de milhões de anos mais velhas.

À medida que as galáxias envelhecem, vão acumulando maiores concentrações de elementos químicos
elemento químico
Elemento composto por um único tipo de átomos. Os elementos químicos constituem a Tabela Periódica.
pesados formados pelas reacções nucleares no interior das estrelas e nas poderosas explosões de supernovas. Estas explosões espalham os elementos químicos pesados pelo meio interstelar
meio interestelar
O meio interestelar é constituído por toda a matéria existente no espaço entre as estrelas. Cerca de 99% da matéria interestelar é composta por gás, sendo os restantes 1% dominados pela poeira. A massa total do gás e da poeira do meio interestelar é cerca de 15% da massa total da matéria observável da nossa galáxia, a Via Láctea. A matéria do meio interestelar existe em diferentes regimes de densidade e temperatura, como por exemplo as nuvens moleculares (frias e densas) ou o gás ionizado (quente e ténue).
, que depois forma planetas
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
e estrelas que terão estes elementos incorporados.

As análises espectrais e fotométricas de estrelas jovens na Via Láctea e noutras galáxias mostram, no entanto, que existe um certo número de estrelas jovens que são surpreendentemente deficientes em elementos pesados, o que as torna semelhantes a estrelas formadas nos primeiros estágios de evolução galáctica.

Uma maneira de explicar esta anomalia é ter uma fonte fresca de material galáctico virgem (não enriquecido com elementos químicos pesados) a partir do qual se formariam novas estrelas. Se as NAVs são "tijolos" que sobraram da formação de uma galáxia, então quase não contêm elementos pesados e a sua absorção
absorção de radiação
A absorção de radiação é um decréscimo da intensidade da radiação devido à energia dispendida na excitação ou ionização de átomos e moléculas do meio que atravessa.
por galáxias maiores poderia constituir a fonte de material fresco que origina as anãs G.

Fonte da notícia: http://www.nrao.edu/pr/2004/m31HVCs/