Como moldar uma galáxia espiral

Os campos magnéticos no NGC 1086, ou M77, são mostrados como linhas de corrente sobre uma imagem composta de luz visível e raios-X da galáxia a partir do Telescópio Espacial Hubble, da Matriz Espectroscópica Nuclear e do Sloan Digital Sky Survey. Os campos magnéticos se alinham ao longo de todo o comprimento dos enormes braços espirais - 24.000 anos-luz de diâmetro (0,8 kiloparsecs) - implicando que as forças gravitacionais que criaram a forma da galáxia também estão comprimindo seu campo magnético. Isso apóia a teoria líder de como os braços espirais são forçados em sua forma icônica conhecida como "teoria das ondas de densidade". SOFIA estudou a galáxia usando luz infravermelha distante (89 mícrons) para revelar facetas de seus campos magnéticos que observações anteriores usando radiotelescópios não foram capazes de detectar. Créditos: NASA / SOFIA; NASA / JPL-Caltech / Roma Tre Univ.

Nossa galáxia da Via Láctea tem uma forma espiral elegante com braços longos cheios de estrelas, mas exatamente como ela assumiu essa forma há muito tempo intrigou os cientistas. Novas observações de outra galáxia estão lançando luz sobre como as galáxias em forma de espiral, como a nossa, obtêm sua forma icônica.

Os campos magnéticos desempenham um papel importante na formação dessas galáxias, de acordo com uma pesquisa do Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha, ou SOFIA. Os cientistas mediram os campos magnéticos ao longo dos braços espirais da galáxia chamados NGC 1068 ou M77 . Os campos são mostrados como linhas de fluxo que seguem de perto os braços em círculo.

"Os campos magnéticos são invisíveis, mas podem influenciar a evolução de uma galáxia", disse Enrique Lopez-Rodriguez, cientista da Associação de Pesquisas Espaciais das Universidades do SOFIA Science Center no Centro de Pesquisas Ames da NASA no Ames Research Center da Califórnia, no Vale do Silício, na Califórnia. "Temos um bom entendimento de como a gravidade afeta as estruturas galácticas, mas estamos apenas começando a aprender o papel que os campos magnéticos desempenham."

A galáxia M77 está localizada a 47 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Cetus. Possui um buraco negro ativo supermassivo em seu centro, que é duas vezes mais massivo que o buraco negro no coração de nossa galáxia, a Via Láctea. Os braços em turbilhão estão cheios de poeira, gás e áreas de intensa formação estelar chamada explosão de estrelas.

As observações infravermelhas da SOFIA revelam o que os olhos humanos não podem: campos magnéticos que seguem de perto os braços espirais cheios de estrelas recém-nascidos. Isso apóia a teoria principal de como esses braços são forçados em sua forma icônica conhecida como "teoria das ondas de densidade". Ele afirma que poeira, gás e estrelas nos braços não são fixados no lugar como pás de um ventilador. Em vez disso, o material se move ao longo dos braços à medida que a gravidade o comprime, como itens em uma correia transportadora.

O alinhamento do campo magnético se estende por todo o comprimento dos braços maciços - aproximadamente 24.000 anos-luz de diâmetro. Isso implica que as forças gravitacionais que criaram a forma espiral da galáxia também estão comprimindo seu campo magnético, apoiando a teoria das ondas de densidade. Os resultados são publicados no Astrophysical Journal .

"Esta é a primeira vez que vimos campos magnéticos alinhados em escalas tão grandes com o atual nascimento estelar nos braços espirais", disse Lopez-Rodriquez. "É sempre emocionante ter evidências observacionais que apóiam as teorias."

Os campos magnéticos celestes são notoriamente difíceis de observar. O mais novo instrumento da SOFIA  , a Câmera de Banda Larga Aerotransportada de Alta Resolução, ou HAWC +, usa luz infravermelha distante para observar grãos de poeira celestial, alinhados perpendicularmente às linhas do campo magnético. A partir desses resultados, os astrônomos podem inferir a forma e a direção do campo magnético invisível.

 A luz infravermelha distante fornece informações importantes sobre os campos magnéticos, porque o sinal não é contaminado pela emissão de outros mecanismos, como luz visível dispersa e radiação de partículas de alta energia. A capacidade da SOFIA de estudar a galáxia com luz infravermelha distante, especificamente no comprimento de onda de 89 mícrons, revelou facetas anteriormente desconhecidas de seus campos magnéticos.

Mais observações são necessárias para entender como os campos magnéticos influenciam a formação e evolução de outros tipos de galáxias, como aquelas com formas irregulares.

Fonte: NASA