ALMA testemunha "jogo da corda" entre galáxias em fusão

Enquanto observavam uma galáxia recém-dormente usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/ submillimeter Array) e o Telescópio Espacial Hubble, cientistas descobriram que tinha parado de formar estrelas, não porque tinha esgotado todo o seu gás, mas porque a maior parte do seu combustível formador de estrelas tinha sido atirado para fora do sistema ao fundir-se com outra galáxia. O resultado é uma novidade para os cientistas do ALMA. Além disso, se provados comuns, os resultados podem mudar a forma como os cientistas pensam acerca das fusões e mortes das galáxias.

 Os cientistas que observaram a galáxia recém-dormente SDSS J1448+1010 descobriram que a maior parte do seu combustível formador de estrelas tinha sido atirado para fora do sistema ao fundir-se com outra galáxia. Esse gás não está a formar novas estrelas para a galáxia, mas permanece nas proximidades em novas estruturas conhecidas como caudas de maré. Esta impressão de artista mostra o fluxo de gás e estrelas que foram lançadas para longe da galáxia massiva durante a sua fusão. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S.Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

À medida que as galáxias se movem através do Universo, por vezes encontram outras galáxias. Quando interagem, a gravidade de cada galáxia atrai a outra. O subsequente "jogo da corda" lança gases 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 a SDSS J1448+1010, mas com uma reviravolta na história. A galáxia massiva, que nasceu quando o Universo tinha cerca de metade da sua idade atual, quase que completou a sua fusão com outra galáxia. Durante observações com o Hubble e com o ALMA, os cientistas descobriram caudas de maré contendo cerca de metade de todo o gás frio e formador de estrelas do sistema.

A descoberta do material forçosamente descartado - igual a 10 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol - indicou que a fusão poderia ser responsável pelo "desligar" da formação estelar, o que os cientistas não esperavam. 

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

"O que inicialmente tornou esta galáxia massiva interessante foi que, por alguma razão, deixou subitamente de formar estrelas há cerca de 70 milhões de anos, imediatamente após uma explosão de atividade de formação estelar. A maioria das galáxias está feliz por continuar a formar estrelas", disse Justin Spilker, astrónomo da Universidade A&M do Texas e o autor principal do artigo científico.

"As nossas observações com o ALMA e com o Hubble provaram que a verdadeira razão pela qual a galáxia deixou de formar estrelas é que o processo de fusão ejetou cerca de metade do gás combustível, disponível para a formação estelar, para o espaço intergaláctico. Sem combustível, a galáxia não conseguia continuar a formar estrelas". 

A descoberta está a lançar luz sobre os processos pelos quais as galáxias vivem ou morrem e a ajudar os cientistas a compreender melhor a sua evolução.

"Quando olhamos para o Universo, vemos algumas galáxias a formar ativamente novas estrelas, como a nossa própria Via Láctea, e algumas que não estão. Mas essas galáxias "mortas" têm muitas estrelas antigas, por isso devem ter formado todas essas estrelas em algum momento e depois deixaram de fabricar novas", disse Wren Suess, colega de cosmologia na Universidade da Califórnia, Santa Cruz, e coautora do artigo científico.

"Ainda não compreendemos todos os processos que fazem com que as galáxias deixem de formar estrelas, mas esta descoberta mostra o quão poderosas são estas grandes fusões galácticas e o quanto podem afetar a forma como uma galáxia cresce e muda com o tempo".

Uma vez que o novo resultado é de uma única observação, não está atualmente claro o quão típico este "jogo da corda" e a sua quiescência resultante podem ser. No entanto, a descoberta desafia as teorias há muito defendidas sobre como a formação estelar e as galáxias morrem e tem proporcionado aos cientistas um novo desafio excitante: encontrar mais exemplos.

"Embora seja bastante claro, a partir deste sistema, que o gás frio pode realmente acabar bem para lá de um sistema em fusão, e que 'desliga' uma galáxia, o tamanho da amostra, apenas uma galáxia, diz-nos muito pouco sobre como este processo é comum", disse David Setton, estudante no departamento de física e astronomia da Universidade de Pittsburgh e coautor do artigo. 

"Mas existem muitas galáxias por aí, como J1448+1010, que conseguimos apanhar mesmo no meio desses 'crashes' e estudar exatamente o que lhes acontece quando passam por esta fase.

A ejeção de gás frio é uma nova e excitante peça do puzzle da quiescência, e estamos entusiasmados por tentar encontrar mais exemplos". Spilker acrescentou: "Os astrónomos costumavam pensar que a única forma de fazer as galáxias deixarem de formar estrelas era através de processos violentos e rápidos, como muitas supernovas a explodir na galáxia para soprar a maior parte do gás para fora e a aquecer o resto. 

As nossas observações mostram que não é preciso um processo 'vistoso' para cortar a formação estelar. O processo de fusão, muito mais lento, pode também pôr fim à formação estelar e às galáxias".

Fonte: Astronomia OnLine