Ténue galáxia anã revela novos fatos sobre universo primitivo

Localizada a cerca de 75.000 anos-luz de distância, uma galáxia conhecida como Segue 1 tem algumas propriedades invulgares: é a galáxia mais ténue já detectada. É muito pequena, contendo apenas mais ou menos 1000 estrelas. E tem uma composição química rara, com quantidades infimamente pequenas de elementos metálicos presentes. Agora, uma equipa de cientistas analisou essa composição química e descobriu novas informações sobre a evolução das galáxias nos estágios iniciais do nosso Universo - ou, neste caso, uma impressionante inexistência de evolução em Segue 1. Normalmente, as estrelas formam-se a partir de nuvens de gás e depois terminam as vidas em explosões de supernova, expelindo mais dos elementos que são a base de uma nova geração de formação estelar. Mas não Segue 1: em contraste com todas as outras galáxias, como a nova análise mostra, parece que o processo de formação estelar de Segue 1 terminou no que normalmente seria um estágio inicial de desenvolvimento de uma galáxia.

"É quimicamente bastante primitiva," realça Anna Frebel, professora assistente de física no MIT (Massachusetts Institute of Technology, EUA), autora principal do novo artigo acerca de Segue 1. "Isto indica que a galáxia nunca fez muitas estrelas. É muito fraca. Esta galáxia tentou tornar-se numa grande galáxia, mas não conseguiu. Mas, precisamente porque se manteve no mesmo estado, Segue 1 contém informações valiosas sobre as condições iniciais do Universo após o Big Bang. Diz-nos como as galáxias começaram," comenta Frebel. "Está realmente a acrescentar outra dimensão à arqueologia estelar, onde olhamos para trás no tempo para estudar a era da primeira estrela e da formação da primeira galáxia."

Estrelas pobres em metais: um sinal revelador

O artigo foi recentemente publicado na revista Astrophysical Journal. Além de Frebel, os co-autores são Joshua D. Simon, astrónomo dos Observatórios da Instituição Carnegie, em Pasadena, Califórnia, e Evan N. Kirby, astrónomo da Universidade da Califórnia em Irvine. A análise usou novos dados obtidos pelos telescópios Magalhães no Chile, bem como dados do Observatório Keck no Hawaii, pertencentes a seis estrelas gigantes vermelhas em Segue 1, as mais brilhantes dessa galáxia. Os astrónomos são capazes de determinar quais os elementos presentes nas estrelas porque cada elemento tem uma assinatura única que se torna detectável nos dados dos telescópios.

Em particular, Segue 1 tem estrelas distintamente pobres em conteúdo metálico. Todos os elementos em Segue 1, que são mais pesados que o hélio, parecem ter derivado ou de uma única explosão de supernova, ou talvez de algumas dessas explosões, que ocorreram relativamente pouco tempo após a formação da galáxia. Seguidamente, Segue "desligou-se" em termos evolutivos, porque perdeu o seu gás devido às explosões e parou de fazer novas estrelas.

"Simplesmente não tem gás suficiente e não podia recolher gás suficiente para crescer e fabricar mais estrelas e, como consequência, produzir mais dos elementos pesados," acrescenta Frebel. De facto, uma galáxia normal do seu género contém 1 milhão de estrelas; Segue 1 contém apenas 1000. Os astrónomos descobriram também evidências reveladoras na ausência dos chamados "elementos de captura de neutrões" - aqueles encontrados na metade inferior da tabela periódica, criados em estrelas de massa intermédia. Mas em Segue 1, comenta Frebel, "os níveis de elementos de captura de neutrões nesta galáxia são os mais baixos já encontrados." Isto, mais uma vez, indica uma ausência de formação estelar repetida.

De facto, a composição química e estática de Segue 1 até a diferencia das outras galáxias pequenas que os astrónomos têm encontrado e analisado. "É muito diferente das outras galáxias anãs esferoidais que tiveram uma evolução química completa," afirma Frebel. "Essas são apenas mini-galáxias, enquanto [Segue 1 é] truncada. Ela não mostra muita evolução."

"Nós gostávamos de encontrar mais"

As galáxias anãs, segundo modelos astronómicos, parecem formar blocos de construção para galáxias maiores como a Via Láctea. A análise química de Segue 1 lança nova luz sobre a natureza destes blocos de construção, observa Frebel. Na verdade, outros astrónomos sugeriram que o estudo de galáxias como Segue 1 é uma parte vital no progresso no campo. Volker Bromm, professor de astronomia da Universidade do Texas, diz que o novo artigo é "muito bom e importante," e "consubstancia a ideia" de que a análise de galáxias anãs fracas produz novas informações sobre o desenvolvimento do Universo.

Como Bromm salienta, quando se trata da composição química das primeiras estrelas, toda a busca por pistas entre estrelas mais próximas da Via Láctea pode ser problemática; a maioria dessas estrelas teve um "uma história muito complexa de formação e enriquecimento, ondas muitas gerações de supernovas contribuíram para os padrões de abundância [de elementos] vistos nessas estrelas." As estrelas das galáxias anãs não têm este problema. As conclusões sobre Segue 1 também indicam que pode haver uma maior diversidade de caminhos evolutivos entre galáxias no início do Universo do que se pensava. No entanto, porque é apenas um exemplo, Frebel está relutante em fazer afirmações gerais.

"Nós realmente precisamos de encontrar mais destes sistemas," observa. "Ou, se nunca encontrarmos outra [como Segue 1], dir-nos-á quão raramente as galáxias falham na sua evolução. Nós simplesmente não sabemos nesta fase, porque esta é a primeira do seu tipo." O trabalho de Frebel muitas vezes foca-se na análise da composição química de estrelas invulgares próximas. No entanto, ela diz que gostaria de continuar este tipo de análise para quaisquer outras galáxias como Segue 1 que os astrónomos possam encontrar. Este processo pode demorar algum tempo; ela reconhece que tais descobertas futuras exigirão "paciência e um pouco de sorte."
Fonte: Astronomia On-Line

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