ALMA testemunha cabo-de-guerra mortal entre galáxias em fusão

Ao observar uma galáxia recentemente adormecida usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e o Telescópio Espacial Hubble (HST), os cientistas descobriram que ela havia parado de formar estrelas não porque havia usado todo o seu gás, mas porque a maior parte de seu combustível de formação de estrelas foi jogado para fora do sistema quando se fundiu com outra galáxia.

SDSS J1448+1010 é uma galáxia massiva recém-adormecida que nasceu quando o Universo tinha aproximadamente metade de sua idade atual e está se aproximando da conclusão de uma fusão com outra galáxia. Durante o curso desta fusão, a força da gravidade arremessou o que equivale a quase metade do gás formador de estrelas do sistema para longe da galáxia, deixando-o incapaz de formar novas estrelas. Esta imagem composta combina dados em azul/branco do Telescópio Espacial Hubble (HST) e dados em vermelho/laranja do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para mostrar a distribuição pós-fusão de gás e estrelas da galáxia agora adormecida em fluxos de material conhecidos como caudas de maré. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Spilker et al (Texas A&M), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

O resultado é inédito para os cientistas do ALMA. Além disso, se comprovados comuns, os resultados podem mudar a maneira como os cientistas pensam sobre fusões e mortes de galáxias. Os resultados da pesquisa foram publicados no The Astrophysical Journal Letters . À medida que as galáxias se movem pelo universo, às vezes encontram outras galáxias. À medida que interagem, a gravidade de cada galáxia puxa a outra. O cabo de guerra que se seguiu lança gás e estrelas para longe das galáxias, deixando para trás fluxos de material conhecidos como caudas de maré.

E é exatamente isso que os cientistas acreditam que aconteceu com o SDSS J1448+1010, mas com uma reviravolta na história. A galáxia massiva , que nasceu quando o universo tinha cerca de metade de sua idade atual, quase completou a fusão com outra galáxia. Durante observações com o HST e o ALMA – uma colaboração internacional na qual o Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) da Fundação Nacional de Ciência dos EUA é um parceiro – os cientistas descobriram caudas de maré contendo aproximadamente metade de todo o gás frio e formador de estrelas do sistema.

A descoberta do material descartado à força - igual a 10 bilhões de vezes a massa do sol da Terra - foi uma indicação de que a fusão pode ser responsável por extinguir a formação de estrelas , e isso é algo que os cientistas não esperavam. O que inicialmente tornou esta galáxia massiva interessante foi que, por alguma razão, ela parou de repente de formar estrelas cerca de 70 milhões de anos atrás, imediatamente após uma explosão de atividade de formação de estrelas.

A maioria das galáxias fica feliz em continuar formando estrelas," disse Justin Spilker, astrônomo da Texas A&M University e principal autor do artigo. "As nossas observações com o ALMA e o Hubble provaram que a verdadeira razão pela qual a galáxia deixou de formar estrelas é que o processo de fusão ejectou cerca de metade do combustível gasoso para a formação de estrelas no espaço intergaláctico. Sem combustível, a galáxia não poderia continuar a formar estrelas."

A descoberta está lançando luz sobre os processos pelos quais as galáxias vivem ou morrem e ajudando os cientistas a entender melhor sua evolução.

“Quando olhamos para o universo, vemos algumas galáxias que estão formando ativamente novas estrelas , como a nossa Via Láctea, e outras que não. formou todas essas estrelas em algum momento e depois parou de fazer novas", disse Wren Suess, bolsista de cosmologia da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e coautor do artigo. “Ainda não entendemos todos os processos que fazem as galáxias pararem de formar estrelas, mas esta descoberta mostra o quão poderosas são essas grandes fusões de galáxias e o quanto elas podem afetar como uma galáxia cresce e muda ao longo do tempo.”

Como o novo resultado é de uma única observação, atualmente não está claro o quão comum esse cabo de guerra e sua quiescência resultante podem ser. No entanto, a descoberta desafia teorias de longa data sobre exatamente como a formação de estrelas para e as galáxias morrem e forneceu aos cientistas um novo e empolgante desafio: encontrar mais exemplos. 

“Embora seja bastante claro neste sistema que o gás frio realmente pode acabar fora de um sistema de fusão que desliga uma galáxia, o tamanho da amostra de uma galáxia nos diz muito pouco sobre o quão comum é esse processo”, disse David Setton, um estudante de pós-graduação no departamento de física e astronomia da Universidade de Pittsburgh e coautor do artigo.

"Mas existem muitas galáxias por aí como J1448+1010 que podemos pegar bem no meio dessas colisões e estudar exatamente o que acontece com elas quando passam por esse estágio. A ejeção de gás frio é uma novidade empolgante. peça do quebra-cabeça da quiescência, e estamos empolgados em tentar encontrar mais exemplos disso."

Spilker acrescentou: "Os astrônomos costumavam pensar que a única maneira de fazer as galáxias pararem de formar estrelas era através de processos realmente violentos e rápidos, como um monte de supernovas explodindo na galáxia para explodir a maior parte do gás para fora da galáxia e aquecer o resto. Nossas novas observações mostram que não é preciso um processo 'chamativo' para interromper a formação de estrelas. O processo de fusão muito mais lento também pode acabar com a formação de estrelas e galáxias."

Fonte: phys.org