Cientistas obtêm a melhor medição da matéria-prima das estrelas em enxames galácticos do Universo jovem

A Galáxia do Girino é uma galáxia espiral perturbada que mostra correntes de gás expelido por interações gravitacionais com outra galáxia. O gás molecular é o ingrediente necessário para formar estrelas em galáxias do Universo jovem.
Crédito: Arquivo do Hubble, ESA, NASA e Bill Snyder

A colaboração internacional SpARCS (Spitzer Adaptation of the Red-sequence Cluster Survey), sediada na Universidade da Califórnia, em Riverside, combinou observações de vários dos telescópios mais poderosos do mundo para realizar um dos maiores estudos, até agora, do gás molecular - a matéria-prima que alimenta a formação estelar em todo o Universo - em três dos mais distantes enxames galácticos já descobertos, detectados numa época em que o Universo tinha apenas 4 bilhões de anos.

Os resultados foram publicados recentemente na revista The Astrophysical Journal Letters. Allison Noble, investigadora pós-doutoral do MIT (Massachusetts Institute of Tehcnology), liderou esta nova investigação da colaboração SpARCS.

Os enxames são regiões raras do Universo que consistem de grupos íntimos de centenas de galáxias que contêm biliões de estrelas, bem como gás quente e a misteriosa matéria escura. Em primeiro lugar, a equipa de investigação usou observações espectroscópicas do Observatório W. M. Keck em Mauna Kea, Hawaii, e do VLT (Very Large Telescope) no Chile para confirmar que 11 galáxias eram membros, formadores de estrelas, de três grupos massivos. De seguida, os cientistas obtiveram imagens, através de vários filtros, com o Telescópio Espacial Hubble, que revelaram uma surpreendente diversidade na aparência das galáxias, onde algumas já haviam formado grandes discos com braços espirais.

Um dos telescópios que os cientistas do SpARCS usaram foi o extremamente sensível ALMA (Atacama Large Millimeter Array), capaz de detetar diretamente as ondas de rádio emitidas pelo gás molecular encontrado nas galáxias do Universo jovem. As observações do ALMA permitiram com que os cientistas determinassem a quantidade de gás molecular em cada galáxia e forneceram a melhor medição, até agora, da quantidade de combustível disponível para formar estrelas.

As investigadoras compararam as propriedades das galáxias nesses aglomerados com as propriedades das "galáxias de campo" (galáxias situadas em ambientes mais típicos com menos vizinhos próximos). Para sua surpresa, descobriram que as galáxias nos enxames tinham quantidades maiores de gás molecular em relação à quantidade de estrelas nas galáxias de campo. A descoberta intrigou a equipa porque é há muito sabido que quando uma galáxia cai para um enxame, as interações com outros membros galácticos e com o gás quente aceleram o desligar da formação estelar em relação a uma galáxia de campo parecida (o processo é conhecido como extinção ambiental).

"Este é definitivamente um resultado intrigante," comenta Gillian Wilson, professora de física e de astronomia da UC Riverside e líder da colaboração SpARCS. "Se as galáxias dos enxames tiverem mais combustível disponível, seria de esperar que formassem mais estrelas do que as galáxias de campo e, no entanto, isto não acontece."

Noble, colaboradora do SpARCS e líder deste estudo, sugere várias explicações possíveis: é possível que este ambiente quente e hostil dos enxames, onde existem muitas galáxias vizinhas, perturbe o gás molecular a tal ponto que apenas uma pequena fração desse gás forme, efetivamente, estrelas. Alternativamente, é possível que um processo ambiental, como o aumento da atividade de fusão nas galáxias do enxame, resulte nas diferenças observadas entre as populações do enxame e das galáxias de campo.

"Embora o presente estudo não responda à questão de qual dos processos físicos é o principal responsável por provocar as maiores quantidades de gás molecular, fornece a medição mais precisa, até agora, da quantidade de gás molecular nas galáxias em enxames no Universo jovem," comenta Wilson.

A equipa do SpARCS desenvolveu novas técnicas, usando observações infravermelhas do Telescópio Espacial Spitzer da NASA, para identificar centenas de enxames galácticos anteriormente desconhecidos no Universo jovem. No futuro, planeiam estudar uma amostra maior de enxames. A equipa recebeu recentemente tempo adicional no ALMA, no Observatório W. M. Keck e no Telescópio Espacial Hubble para continuar a investigar como a vizinhança na qual uma galáxia vive determina por quanto tempo pode continuar a formar estrelas.

FONTE: http://www.ccvalg.pt