ALMA captura galáxias distantes em colisão morrendo ao perder a capacidade de formar estrelas

 As galáxias começam a “morrer” quando param de formar estrelas, mas até agora os astrônomos nunca tinham observado claramente o início deste processo numa galáxia distante. Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro, os astrônomos observaram uma galáxia ejetar quase metade de seu gás de formação estelar. 

Essa ejeção está acontecendo a uma taxa surpreendente, equivalente a 10 000 sóis por ano, o que significa que a galáxia está perdendo muito rapidamente o "combustível" necessário à formação de novas estrelas. A equipe pensa que este evento terá sido desencadeado pela colisão com outra galáxia, o que poderá levar os astrônomos a repensar o modo como as galáxias param de formar novas estrelas. 

“Esta é a primeira vez que observamos uma galáxia com formação estelar massiva típica no Universo distante prestes a 'morrer' devido a uma ejeção massiva de gás frio,” disse Annagrazia Puglisi, pesquisadora principal do novo estudo, da Universidade de Durham, Reino Unido, e do Centro de Investigação Nuclear de Saclay (CEA-Saclay), França. A galáxia, ID2299, está tão distante que a sua luz demora 9 bilhões de anos a chegar até nós; vemos isso quando o Universo tinha apenas 4,5 bilhões de anos. 

A ejeção de gás está acontecendo a uma taxa equivalente a 10 000 sóis por ano, removendo incríveis 46% do gás frio total existente na ID2299. Como a galáxia também está formando estrelas muito rapidamente, centenas de vezes mais rápido que a Via Láctea, o gás restante será rapidamente consumido em apenas algumas dezenas de milhões de anos. 

O evento responsável pela perda espetacular de gás, a equipe acredita, é uma colisão entre duas galáxias, que eventualmente se fundiram para formar o ID2299. A pista elusiva que apontou os cientistas para esse cenário foi a associação do gás ejetado com uma “cauda de maré”.

As caudas de maré são correntes alongadas de estrelas e gás que se estendem para o espaço interestelar e que são criadas quando duas galáxias se fundem, mas que são normalmente muito tênues para poderem ser observadas em galáxias distantes. No entanto, a equipe conseguiu observar esta estrutura relativamente brilhante exatamente quando estava se lançando ao espaço e foi capaz de identificá-la como uma cauda de maré.

 A maioria dos astrônomos acredita que os ventos causados pela formação estelar e a atividade de buracos negros nos centros de galáxias massivas são responsáveis por lançar para o espaço material que, de outro modo, seria utilizado na formação estelar, terminando assim com a capacidade das galáxias de formar novas estrelas. Contudo, o novo estudo publicado hoje na Nature Astronomy sugere que as fusões galácticas podem também ser responsáveis por ejetar para o espaço este "combustível" de formação estelar. 

“O nosso estudo sugere que as ejeções de gás podem ter origem em fusões e que ventos e caudas de maré podem parecer muito semelhantes,” explica o co-autor do estudo Emanuele Daddi do CEA-Saclay. Por causa disso, algumas das equipes que anteriormente identificaram ventos lançados por galáxias distantes poderão de fato ter observado caudas de maré ejetando gás dessas galáxias. “Este fato pode nos levar a rever o que sabemos sobre como 'morrem' as galáxias distantes,” acrescenta Daddi. 

Puglisi concorda com a importância da descoberta da equipe: “Fiquei muito entusiasmada ao descobrir uma galáxia tão excepcional! Estava ansiosa para aprender mais sobre este estranho objeto, pois convenci-me de que havia aqui uma lição importante sobre a evolução de galáxias distantes.” 

Esta descoberta surpreendente foi feita por acaso quando a equipe estava a analisar um levantamento de galáxias obtido pelo ALMA com o objetivo de estudar as propriedades do gás frio em mais de 100 galáxias distantes. A ID2299 foi observada pelo ALMA durante apenas alguns minutos, mas o poderoso observatório, localizado no norte do Chile, permitiu à equipe coletar dados suficientes para detectar a galáxia e a sua cauda de ejeção. 

“O ALMA lançou uma nova luz sobre os mecanismos que podem fazer parar a formação estelar em galáxias distantes. Testemunhar um tal evento de perturbação tão massivo nos permite acrescentar uma peça importante ao complexo puzzle da evolução galáctica,” explica Chiara Circosta, pesquisadora na University College London, Reino Unido, que também contribuiu para este trabalho. 

No futuro, a equipe poderá usar o ALMA para fazer observações com maior resolução e mais profundas desta galáxia, para tentar compreender melhor a dinâmica do gás ejetado. Observações com o futuro Extremely Large Telescope do ESO permitirão à equipe explorar as ligações entre as estrelas e o gás na ID2299, o que poderá nos dar novas pistas sobre a evolução das galáxias.

Fonte: ESO