Upcycling intergaláctico: gás reciclado alimenta galáxia massiva no início do universo

Os cientistas observaram uma galáxia massiva no redshift 2.3, descobrindo que fluxos de gás enriquecido, contendo elementos mais pesados que o hélio, espiralam na galáxia, fornecendo combustível adicional para a rápida formação de estrelas. Isso apóia a teoria da reciclagem de gás enriquecido durante a formação de galáxias no início do Universo.

Pesquisadores encontraram evidências de reciclagem de gás enriquecido durante a formação de galáxias no início do Universo, observando uma galáxia massiva no redshift 2.3 usando os telescópios Keck II e Subaru. O gás que envolve a galáxia contém elementos mais pesados que o hélio, que se acredita serem o resultado de processos estelares como supernovas. A modelagem cinemática das observações mostra que os fluxos desse gás enriquecido espiralam na galáxia, fornecendo combustível adicional para a rápida formação estelar. Crédito: Departamento de Astronomia, Universidade de Tsinghua

Fluxos de gás intergaláctico, enriquecidos com elementos mais pesados que o hélio, circundam e espiralam em uma galáxia massiva observada no redshift 2.3, relatam os pesquisadores. As descobertas fornecem evidências de reciclagem de gás enriquecido durante a formação de galáxias no início do Universo.

As galáxias se formam através da acreção de gás do meio circungaláctico (CGM) e do meio intergaláctico (IGM), que subsequentemente se condensa em estrelas. Simulações e observações mostraram que a acreção de corrente fria – o acúmulo de gás intergaláctico puro que quase não contém elementos mais pesados que o hélio – fornece combustível para a taxa de formação estelar das galáxias no início do Universo.

No entanto, os processos estelares nessas galáxias iniciais, como as supernovas, enriquecem o gás dentro da galáxia com elementos mais pesados que o hélio, incluindo o carbono. Processos relacionados podem até ejetar parte desse material de volta para o IGM.

Imagens diretas sobre a reciclagem de gás em torno da enorme galáxia de 11 bilhões de anos atrás. Crédito: Departamento de Astronomia, Universidade de Tsinghua

A teoria prevê que o gás enriquecido poderia ser subsequentemente reciclado, acumulando-se de volta nas galáxias, fornecendo combustível adicional para sustentar a rápida formação estelar por mais tempo. No entanto, as observações de gás enriquecido alimentando galáxias com alto desvio para o vermelho são limitadas.

Shiwu Zhang, Zheng Cai e seus colegas usam os telescópios Keck II e Subaru para observar gás ao redor de uma galáxia massiva em redshift 2.3. Além do hélio e do hidrogênio, os espectros dessa região revelam linhas de emissão de carbono ionizado, indicando que o gás CGM ao redor da galáxia foi enriquecido em elementos mais pesados que o hélio. A modelagem cinemática das observações sugere que os fluxos do gás enriquecido estão espiralando em direção à galáxia massiva.

Com base nos achados, Zhang, Cai et al. propõem que o fluxo de gás enriquecido observado foi reciclado de um período anterior de formação estelar e calculam que ele poderia sustentar a taxa observada de formação estelar da galáxia.

Fonte: scitechdaily.com