O que faz florir uma roseira, enquanto outras permanecem estéreis? Os astrónomos fazem uma pergunta semelhante a respeito das galáxias, tentando perceber a razão pela qual algumas desencadeiam intensa formação de estrelas enquanto outras não.

Um novo estudo, publicado na edição de 16 de Outubro da revista Nature, aborda esta questão, depois de realizadas algumas das medições mais precisas das fracas taxas de formação estelar em galáxias pequenas e de evolução lenta. O relatório baseia-se em dados da missão Herschel, da ESA, da qual a NASA é um parceiro, do telescópio espacial Spitzer, da NASA, e do GALEX (Galaxy Evolution Explorer).

As descobertas estão a ajudar os investigadores a descobrir como surgiram as primeiras estrelas no Universo. Tal como as estrelas examinadas neste novo estudo, as primeiras estrelas surgiram, há milhares de milhões de anos, em condições precárias, crescendo como sementes de flores em solo seco e pobre. Naquela época, o Universo não tinha ainda tido tempo de fabricar "metais", designação habitual dos astrónomos para os elementos mais pesados que o hidrogénio e o hélio.

"Os metais no espaço funcionam como fertilizantes no processo de crescimento das estrelas", disse George Helou, um dos autores do novo estudo e director do IPAC (Infrared Processing and Analysis Center), da NASA, no Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena. O autor principal do estudo é Yong Shi, e fez alguma da investigação no IPAC antes de se mudar para a Universidade de Nanjing, na China.

As duas galáxias de evolução lenta do estudo, Sextante A e ESO 146-G14, têm falta de "metais", tal como o jovem e remoto Universo, só que estão muito mais perto de nós e são mais fáceis de observar. Sextante A está localizada a cerca de 4,5 milhões de anos-luz da Terra, e ESO 146-G14 a mais de 70 mil anos-luz.

Estas pequenas galáxias são de florescimento tardio. Conseguiram viajar através do tempo, permanecendo nas condições originais, sem acumularem elementos pesados (os "metais" não só ajudam a formar estrelas, como são criados pelas estrelas).

"As galáxias pobres em metais são como ilhas que restaram do início do Universo", disse Helou. "Como estão relativamente próximas, são janelas particularmente valiosas para o passado."

Estudar a formação de estrelas em ambientes pouco desenvolvidos como estes é complicado. As galáxias, embora próximas, são ténues e difíceis de observar. Shi e a sua equipa internacional combateram o problema com uma abordagem em vários comprimentos de onda. Os dados de Herschel, capturados nos mais longos comprimentos de onda do infravermelho, revelaram a poeira fria em que as estrelas estão mergulhadas. A poeira serve como um valor aproximado para a quantidade total de gás - o ingrediente básico das estrelas - na região. Para outros telescópios, esta poeira é fria e invisível, mas o Herschel consegue detectar o seu brilho fraco.

O Jansky Very Large Array

Very Large Array (VLA)
O VLA é um radiointerferómetro composto por 27 antenas de 25 m de diâmetro, dispostas em três braços (em forma de Y) com 9 antenas cada, localizado no Novo México (EUA). O VLA é operado pelo NRAO (National Radio Astronomy Observatory).

, do NRAO, perto de Socorro, Novo México, bem como o Australia Telescope Compact Array, perto Narrabri, ajudaram nas medições de rádio de uma parte do gás das galáxias.

Dados de arquivo de Spitzer e do GALEX foram usados para determinar a taxa de formação de estrelas. O Spitzer vê a luz infravermelha de comprimento de onda mais curto, que vem da poeira que é aquecida pelas novas estrelas. As imagens do GALEX capturam a luz ultravioleta das próprias estrelas brilhantes.

Juntando todos os dados, os astrónomos conseguiram determinar que as galáxias estão como que a arrastar-se, criando estrelas a velocidades 10 vezes inferiores às normais.

"A formação de estrelas é muito ineficaz nestes ambientes", disse Shi. "Galáxias próximas, extremamente pobres em metais são a melhor maneira de sabermos o que se passou há milhares de milhões de anos."

Os metais nas galáxias de hoje ajudam a formação de estrelas a desenvolver-se através de efeitos de arrefecimento. Para que uma estrela se forme, uma nuvem de gás tem de entrar em colapso com a ajuda da sua própria gravidade. Em última análise, o gás tem de se tornar suficientemente denso para haver fusão e ignição dos átomos, criando a luz das estrelas. Mas à medida que a nuvem colapsa, ela aquece e expande-se outra vez, contrariando o processo. Os elementos pesados ajudam, já que baixam a temperatura, irradiando o calor, permitindo que a nuvem se condense numa estrela.

De que forma conseguiam as estrelas no Universo primitivo formar-se sem a ajuda do arrefecimento provocado pelos metais é algo que ainda não se sabe.

Estudos como este lançam alguma luz sobre os primeiros rebentos estelares, dando-nos um vislumbre das raízes da nossa história cósmica.

Fonte da notícia: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4336