A fase crítica da evolução das primeiras galáxias

 Esta impressão de artista mostra a complexidade anteriormente desconhecida da jovem galáxia, A1689-zD1. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Cientistas usaram o ALMA para observar uma quantidade significativa de gás frio e neutro nas regiões exteriores da jovem galáxia A1689-zD1, bem como fluxos de gás quente provenientes do centro da galáxia. A1689-zD1 - uma galáxia jovem, ativa e formadora de estrelas ligeiramente menos luminosa e menos massiva do que a Via Láctea - está localizada a cerca de 13 mil milhões de anos-luz da Terra na direção da constelação de Virgem. 

Foi descoberta escondida por trás do enxame galáctico Abell 1689 em 2007 e confirmada em 2015 graças a lentes gravitacionais, que ampliou o brilho da jovem galáxia mais de 9 vezes. Desde então, os cientistas têm continuado a estudar a galáxia como uma possível análoga para a evolução de outras galáxias «normais». 

Um destes processos invulgares é a produção e distribuição, na galáxia, do combustível para a formação estelar, potencialmente em grandes quantidades. A equipa usou o recetor de Banda 6 do ALMA, altamente sensível, para observar um halo de gás carbono que se estende muito para além do centro da jovem galáxia. Isto poderia ser evidência de formação estelar contínua na mesma região ou o resultado de ruturas estruturais, tais como fusões ou fluxos, nas fases mais precoces da formação da galáxia. «O gás de carbono que observámos nesta galáxia é tipicamente encontrado nas mesmas regiões que o gás hidrogénio neutro, que é também onde novas estrelas tendem a formar-se. 

Se for esse o caso para A1689-zD1, a galáxia é provavelmente muito maior do que se pensava anteriormente. É também possível que este halo seja um remanescente da atividade galáctica anterior, como fusões que exerceram forças gravitacionais complexas na galáxia, levando à ejeção de muito gás neutro a estas grandes distâncias. 

Em ambos os casos, a evolução precoce desta galáxia foi provavelmente ativa e dinâmica e estamos a aprender que este pode ser um tema comum, embora anteriormente não observado, na formação das primeiras galáxias». Liderada por Akins, a equipa também observou fluxos de gás quente e ionizado - geralmente provocados por atividade galáctica violenta como supernovas - empurrando para fora do centro da galáxia. 

«Os fluxos ocorrem como resultado de atividade violenta, tal como explosões de supernovas - que explodem material gasoso vizinho para fora da galáxia - ou buracos negros nos centros das galáxias - que têm fortes efeitos magnéticos que podem ejetar material em jatos poderosos. » Darach Watson, professor associado no Cosmic Dawn Center do Instituto Niels Bohr e coautor da nova investigação, confirmou A1689-zD1 como uma galáxia com um alto desvio para o vermelho em 2015, a mais distante galáxia poeirenta conhecida. 

«Temos visto este tipo de grande emissão de halos gasosos de galáxias que se formaram mais tarde no Universo, mas vê-lo numa galáxia tão precoce significa que este comportamento é universal mesmo nas galáxias mais modestas que formaram a maioria das estrelas no início do Universo. Compreender como estes processos ocorreram numa galáxia tão jovem é fundamental para compreender como a formação de estrelas ocorre no Universo primitivo». 

« Em última análise, vemos aqui que as primeiras galáxias do Universo são muito complexas e esta galáxia continuará a apresentar novos desafios e resultados de investigação durante algum tempo». As novas observações vão complementar os dados anteriores do Hubble e do ALMA, fornecendo um olhar multi-comprimento de onda mais profundo e mais completo da jovem galáxia.

Fonte: ccvalg.pt