O MUSE revela a verdadeira história por trás de uma colisão galáctica

O instrumento MUSE montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO deu aos astrônomos a melhor imagem até hoje de uma colisão cósmica espetacular. As observações revelam, pela primeira vez, o movimento do gás à medida que é arrancado da galáxia ESO 137-001, quando esta entra a alta velocidade num enorme aglomerado de galáxias. Os resultados contêm a chave para a solução de um mistério de longa data - porque é que a formação estelar se interrompe em aglomerados de galáxias. Nesta imagem as cores mostram os movimentos dos filamentos de gás - o vermelho assinala o material que se afasta de nós relativamente à galáxia e o azul mostra o que se aproxima. Note que nas regiões superior esquerda e a inferior direita da imagem foram inseridas imagens deste objeto obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble.Crédito:ESO/M. Fumagalli

O novo instrumento MUSE montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO deu aos astrônomos a melhor imagem até hoje de uma colisão cósmica espetacular. As novas observações revelam, pela primeira vez, o movimento do gás à medida que é arrancado da galáxia ESO 137-001, quando esta entra a alta velocidade num enorme aglomerado de galáxias. Os resultados contêm a chave para a solução de um mistério de longa data - porque é que a formação estelar se interrompe em aglomerado de galáxias. Uma equipe de pesquisadores liderada por Michele Fumagalli do Grupo de Astronomia Extragaláctica e do Instituto de Cosmologia Computacional, da Universidade de Durham, esteve entre as primeiras a utilizar o instrumento do ESO Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), montado no VLT.

 Ao observar ESO 137-001 - uma galáxia espiral situada a 200 milhões de anos-luz de distância, na constelação do Triângulo Austral - a equipe conseguiu obter a melhor imagem já feita do que acontece exatamente com a galáxia à medida que esta se precipita a alta velocidade no Aglomerado de Norma. O MUSE dá aos astrônomos não apenas uma imagem, mas também um espectro - ou faixa de cores - para cada pixel do campo. Com este instrumento os pesquisadores coletam cerca de 90 000 espectros de cada vez que observam um objeto, e deste modo obtêm um mapa extremamente detalhado quer do movimento quer doutras propriedades dos objetos observados. ESO 137-001 está ficando sem o seu material primário devido a um processo chamado pressão de arraste, processo este que ocorre quando um objeto se move a alta velocidade num meio líquido ou gasoso.

Trata-se de um fenômeno semelhante ao efeito do ar a soprar para trás o pelo de um cão quando o animal põe a cabeça fora da janela de um carro em movimento. Neste caso, o gás faz parte da vasta nuvem de gás tênue muito quente que envolve o aglomerado de galáxias, no qual ESO 137-001 está “caindo” com uma velocidade de vários milhões de quilômetros por hora. A galáxia está ficando sem a maior parte do seu gás - o combustível necessário para dar origem às próximas gerações de estrelas jovens azuis. ESO 137-001 encontra-se no meio deste processo e está precisamente passando de uma galáxia azul rica em gás a uma galáxia vermelha pobre em gás. Os cientistas pensam que o processo agora observado irá ajudar a resolver um enigma científico de longa data.

“Uma das principais tarefas da astronomia moderna é descobrir como e por que é que as galáxias nos aglomerados evoluem de azuis para vermelhas num período de tempo muito curto”, diz Fumagalli. “Conseguir observar uma galáxia quando ela está nesta fase de transformação permite-nos investigar como é que isto acontece”.

Observar este espetáculo galáctico não é, no entanto, nada fácil. O Aglomerado de Norma situa-se próximo do plano da nossa galáxia, a Via Láctea, e por isso está escondido por trás de enormes quantidades de poeira e gás galáticos. Com a ajuda do MUSE, montado num dos Telescópios Principais de 8 metros do VLT, no Observatório do Paranal, no Chile, os cientistas puderam não apenas detectar o gás na galáxia e em torno dela, mas também viram como é que este gás se desloca. O novo instrumento é tão eficiente que uma única hora de observação permitiu obter uma imagem de alta resolução da galáxia e também a distribuição e movimento do seu gás.

As observações mostram que a periferia de ESO 137-001 já não contém gás, o que se deve ao fato do gás existente no aglomerado - com um temperatura de milhões de graus - empurrar o gás mais frio para fora de ESO 137-001 à medida que esta avança em direção ao centro de aglomerado. O efeito acontece primeiro nos braços espirais, onde as estrelas e a matéria estão distribuídas de forma mais dispersa do que no centro e onde a gravidade tem um efeito relativamente fraco sobre o gás. No centro da galáxia, no entanto, a força gravitacional é suficientemente forte para aguentar mais tempo este puxão cósmico e por isso ainda se observa gás nesta região.

Eventualmente, todo o gás da galáxia será varrido ficando em longas faixas brilhantes por trás de ESO 137-001 - restos que mostram o efeito dramático deste fenômeno. O gás que é arrancado à galáxia mistura-se com o gás quente do aglomerado formando magníficas caudas que se estendem por mais de 200 000 anos-luz. A equipe observou cuidadosamente estas correntes de gás, no intuito de compreender melhor a turbulência criada pela interação. De forma surpreendente, as novas observações MUSE desta pluma de gás mostram que o gás continua a girar do mesmo modo que a galáxia, mesmo depois de ter sido arrancado à galáxia e ter sido varrido para o espaço. Adicionalmente, os pesquisadores conseguiram determinar que a rotação das estrelas em ESO 137-001 permanece inalterada, o que nos dá evidências adicionais de que é o gás do aglomerado, e não a gravidade, o responsável por “despir” a galáxia.

Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München e Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha) e co-autor do artigo científico que descreve estes resultados conclui: “Com os detalhes revelados pelo MUSE conseguimos compreender melhor os processos físicos que estão em jogo nestas colisões. Pudemos observar os movimentos da galáxia e do gás com todo o detalhe - algo que não seria possível sem este novo instrumento único que é o MUSE. Estas observações, e outras no futuro, nos ajudarão a compreender melhor o processo de evolução das galáxias”.

Fonte: ESO