Galáxias em fusão revelam cadeia alimentar cósmica

2014-07-01

Em cima: NGC 4651, a Galáxia do Guarda-Chuva, deve o seu nome a uma estrutura ténue em forma de guarda-chuva (que aqui pode ser vista para a esquerda), que se julga serem os restos de uma pequena galáxia, apenas com 1/50 do seu tamanho, destruída em pedaços pela sua gravidade. A imagem é uma combinação de dados do telescópio de 0,5 metros do Observatório Remoto BlackBird e da Suprime-Cam do Telescópio Subaru, de 8 metros. A inserção mostra um pequeno enxame de estrelas incorporado no fluxo, que marca o centro da galáxia desfeita. Crédito: R. Jay GaBany. Em baixo: Uma frame do modelo tridimensional de computador da rotação da Galáxia do Guarda-Chuva, onde o disco da galáxia principal é mostrado em círculos azuis. O percurso da galáxia anã através do espaço é mostrado por uma curva verde. Os pontos brancos mostram estrelas que pertenceram à galáxia anã, mas que já foram arrebatados pelas forças de maré para uma longa corrente de estrelas. Crédito: N. Singh/UCSC.
Estudando uma 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.
semelhante à 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.
, com a ajuda dos observatórios WM Keck e Subaru, os cientistas conseguiram modelar com precisão o processo de fusão
fusão
1- passagem do estado sólido ao líquido, por efeito do calor; 2- junção, união.
dessa galáxia com outra mais pequena, abrindo caminho para uma melhor compreensão de como as estruturas se formam no Universo. O trabalho vêm publicado, esta semana, no Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

O estudo, liderado por Caroline Foster, do Observatório Astronómico da Austrália, usou a galáxia NGC 4651 para revelar dados de comportamento galáctico.

NGC 4651 (também conhecida como Galáxia do Guarda-Chuva) fica a 62 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.
de distância, na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
setentrional da Cabeleira de Berenice. O seu guarda-chuva – uma estrutura ténue em forma de guarda-chuva que se estende a partir do disco - é composto por correntes estelares, que se pensa serem os restos de uma galáxia muito menor que foi desfeita pelo campo gravitacional intenso da galáxia maior. NCG 4651 acabará por absorver completamente essa pequena galáxia.

A fusão de pequenas galáxias com outras maiores é comum em todo o Universo, mas como as galáxias desfeitas se tornam tão ténues tem sido difícil extrair detalhes tridimensionais sobre como este tipo de fusões se dá. Usando os mais poderosos observatórios ópticos do mundo, o Observatório Keck
W. M. Keck Observatory
O Observatório W. M. Keck é operado pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e pela NASA, e encontra-se localizado em Mauna Kea, no Havai. O observatório é constituído por dois telescópios gémeos de 10 metros, o Keck I e o Keck II.
, de 10 metros, e o Telescópio Subaru
Subaru Telescope
O Telescópio Subaru é um telescópio óptico e de infravermelhos, com um espelho de 8,2 m de diâmetro. O Subaru encontra-se no Observatório de Mauna Kea, no Havai, e é operado pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão – NAOJ e pelo Instituto Nacional de Ciências Naturais.
, de 8 metros, ambos junto ao cume do Mauna Kea, no Havai, Foster e os seus colaboradores obtiveram dados suficiente sobre a fusão para poderem fornecer um modelo detalhado de como e quando ela ocorreu.

Após obterem fotos panorâmicas de NCG 4651, com a Suprime-Cam do Subaru, os cientistas usaram o instrumento DEIMOS, instalado no telescópio Keck II, para mapearem os movimentos do fluxo e, consequentemente, determinarem como a galáxia pequena está a ser desfeita.

As 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.
no fluxo são incrivelmente ténues, por isso, foi necessário o uso de uma técnica de aproximação para medir as velocidades dos objectos mais brilhantes a moverem-se com as estrelas do fluxo. Estes marcadores luminosos incluem enxames globulares de estrelas, nebulosas planetárias
nebulosa planetária
As nebulosas planetárias são nebulosas formadas por camadas de gás expelido por estrelas de pequena massa, que terminaram a sua fase de estrela gigante vermelha e se encontram no fim da sua vida. No centro da nebulosa planetária, a estrela transforma-se numa anã branca quente e é a radiação que emite que faz a nebulosa brilhar. As nebulosas planetárias não têm nada a ver com planetas, mas obtiveram o seu nome porque quando observadas através de um pequeno telescópio, se assemelham a um disco de um planeta.
e manchas brilhantes de hidrogénio.

"Isto é importante porque tudo o que sabemos sobre as galáxias e como crescem não está totalmente verificado," disse o co-autor, Aaron Romanowsky, astrónomo dos observatórios da San José State University e da Universidade da Califórnia. "Achamos que as galáxias consomem constantemente galáxias mais pequenas, numa cadeia alimentar cósmica, que são atraídas por influência de uma misteriosa e invisível forma de 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.
. Às vezes, quando uma galáxia é desfeita temos um vislumbre do que está escondido porque é iluminado pelo processo. Foi o que aconteceu aqui."

"Através de novas técnicas, fomos capazes de medir os movimentos das estrelas no muito ténue e distante fluxo estelar do guarda-chuva", disse Foster. "Isto permite-nos reconstruir, pela primeira vez, a história do sistema."

O modelo tridimensional de computador da rotação da Galáxia do Guarda-Chuva pode ser visto aqui: http://www.keckobservatory.org/images/blog/Nbody_progenitor_300.gif
Para a legenda, veja a frame da animação que é mostrada nesta página, imagem de baixo.

"Sermos capazes de estudar fluxos a esta distância significa que podemos reconstruir as histórias de formação de muitas outras galáxias", disse Romanowsky. "Por outro lado, isto significa que podemos ter uma ideia da frequência
frequência
Num fenómeno periódico, a frequência é o número de ciclos por unidade de tempo.
com que estas fusões menores - que se pensa serem um importante processo de crescimento das galáxias - ocorrem na realidade. Também podemos mapear as órbitas
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
dos fluxos estelares para testar a força da gravidade para efeitos exóticos."

O presente trabalho é a continuação de um estudo de 2010, conduzido pelo Dr. David Martínez-Delgado (Universidade de Heidelberg), que usou pequenos telescópios robóticos para obter as imagens de oito galáxias espirais isoladas e encontrou sinais de fusões em seis delas.

Fonte da notícia: http://www.keckobservatory.org/recent/entry/merging_galaxies_illuminate_the_cosmic_food_chain