Hubble vê consequências do choque da galáxia com a Via Láctea

Encontro destruiu a maior parte do halo gasoso de uma galáxia menor 

Esta ilustração mostra a Grande Nuvem de Magalhães, ou GNM, em primeiro plano, à medida que passa pelo halo gasoso da Via Láctea, muito mais massiva. O encontro fez desaparecer a maior parte do halo esférico de gás que rodeia a GNM, como ilustrado pelo fluxo de gás que faz lembrar a cauda de um cometa. Ainda assim, permanece um halo compacto, e os cientistas não esperam que este halo residual se perca. A equipe analisou o halo usando a luz de fundo de 28 quasares, um tipo excecionalmente brilhante de núcleo galáctico ativo que brilha em todo o Universo como um farol. A sua luz permite aos cientistas "ver" indiretamente o gás do halo através da absorção da luz de fundo. As linhas representam a visão do Telescópio Espacial Hubble desde a sua órbita em torno da Terra até aos quasares distantes através do gás da GNM. Crédito: NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI) 

Em uma história épica de sobrevivência testemunhada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, um dos nossos vizinhos galácticos mais próximos colidiu com o halo gasoso da Via Láctea e sobreviveu para contar a história.

 Mas no processo, esta galáxia anã, chamada Grande Nuvem de Magalhães (LMC), foi despojada da maior parte de seu próprio halo de gás circundante. Os pesquisadores ficaram surpresos ao encontrar um halo gasoso extremamente pequeno restante — um cerca de 10 vezes menor do que halos de outras galáxias de massa semelhante.

Ainda assim, a LMC reteve gás suficiente para continuar formando novas estrelas. Uma galáxia menor não teria sobrevivido a tal encontro. Esta é a primeira vez que os astrônomos conseguiram medir o tamanho do halo da LMC — algo que eles só podiam fazer com o Hubble.

A Grande Nuvem de Magalhães, também chamada de LMC, é uma das vizinhas mais próximas da Via Láctea. Esta galáxia anã paira grande no céu noturno do sul com 20 vezes o diâmetro aparente da Lua cheia.

Muitos pesquisadores teorizam que a LMC não está em órbita ao redor da nossa galáxia, mas está apenas passando. Esses cientistas acham que a LMC acabou de completar sua aproximação mais próxima da muito mais massiva Via Láctea. Essa passagem levou embora a maior parte do halo esférico de gás que cerca a LMC.

Agora, pela primeira vez, os astrônomos conseguiram medir o tamanho do halo da LMC — algo que eles só conseguiam fazer com o Hubble. Em um novo estudo publicado no Astrophysical Journal Letters , os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que ele é extremamente pequeno — cerca de 50.000 anos-luz de diâmetro. Isso é cerca de 10 vezes menor do que os halos de outras galáxias que têm a mesma massa da LMC. Sua compactação conta a história de seu encontro com a Via Láctea.

“A LMC é uma sobrevivente”, disse Andrew Fox da AURA/STScI para a Agência Espacial Europeia em Baltimore, que foi o principal investigador das observações. “Embora tenha perdido muito do seu gás, ainda tem o suficiente para continuar formando novas estrelas. Então, novas regiões de formação de estrelas ainda podem ser criadas. Uma galáxia menor não teria durado — não haveria gás sobrando, apenas uma coleção de estrelas vermelhas envelhecidas.”

Embora um pouco pior para o desgaste, a LMC ainda retém um halo compacto e atarracado de gás — algo que não teria sido capaz de segurar gravitacionalmente se fosse menos massivo. A LMC tem 10 por cento da massa da Via Láctea.

“Por causa do próprio halo gigante da Via Láctea, o gás da LMC está sendo truncado, ou extinto”, explicou Sapna Mishra, do STScI, a autora principal do artigo que registra essa descoberta. “Mas mesmo com essa interação catastrófica com a Via Láctea, a LMC é capaz de reter 10 por cento de seu halo por causa de sua alta massa.”

Um secador de cabelo gigante

A maior parte do halo da LMC foi levada embora por um fenômeno chamado ram-pressure stripping. O ambiente denso da Via Láctea empurra de volta a LMC que se aproxima e cria um rastro de gás seguindo a galáxia anã — como a cauda de um cometa.

“Gosto de pensar na Via Láctea como um secador de cabelo gigante, e ele está soprando gás da LMC conforme ela entra em nós”, disse Fox. “A Via Láctea está empurrando de volta com tanta força que a pressão de aríete arrancou a maior parte da massa original do halo da LMC. Só sobrou um pouquinho, e é essa sobra pequena e compacta que estamos vendo agora.”

À medida que a pressão de aríete afasta grande parte do halo da LMC, o gás desacelera e eventualmente choverá na Via Láctea. Mas como a LMC acabou de passar por sua aproximação mais próxima da Via Láctea e está se movendo para o espaço profundo novamente, os cientistas não esperam que todo o halo seja perdido.

Somente com o Hubble

Para conduzir este estudo, a equipe de pesquisa analisou observações ultravioleta do Mikulski Archive for Space Telescopes no STScI. A maior parte da luz ultravioleta é bloqueada pela atmosfera da Terra, então ela não pode ser observada com telescópios terrestres. O Hubble é atualmente o único telescópio espacial que é ajustado para detectar esses comprimentos de onda de luz, então este estudo só foi possível com o Hubble.

A equipe pesquisou o halo usando a luz de fundo de 28 quasares brilhantes. O tipo mais brilhante de núcleo galáctico ativo, acredita-se que os quasares sejam alimentados por buracos negros supermassivos. Brilhando como faróis, eles permitem que os cientistas "vejam" o gás do halo interveniente indiretamente através da absorção da luz de fundo. Os quasares residem por todo o Universo a distâncias extremas da nossa galáxia.

Os cientistas usaram dados do Cosmic Origins Spectrograph (COS) do Hubble para detectar a presença do gás halo pela maneira como ele absorve certas cores de luz de quasares de fundo. Um espectrógrafo quebra a luz em seus comprimentos de onda componentes para revelar pistas sobre o estado, temperatura, velocidade, quantidade, distância e composição do objeto. Com o COS, eles mediram a velocidade do gás ao redor da LMC, o que lhes permitiu determinar o tamanho do halo.

Por causa de sua massa e proximidade com a Via Láctea, a LMC é um laboratório astrofísico único. Ver a interação da LMC com nossa galáxia ajuda os cientistas a entender o que aconteceu no início do Universo, quando as galáxias estavam mais próximas. Também mostra o quão confuso e complicado é o processo de interação entre galáxias.

“Este é um exemplo fantástico da ciência de ponta ainda sendo possibilitada pelas capacidades únicas do Hubble”, disse a Professora Carole Mundell, Diretora de Ciência da Agência Espacial Europeia. “Este resultado nos dá novos insights preciosos sobre a história complexa da Via Láctea e suas galáxias satélites próximas.”

Olhando para o futuro

A equipe estudará em seguida a parte frontal do halo da LMC, uma área que ainda não foi explorada.

“Neste novo programa, vamos sondar cinco linhas de visão na região onde o halo da LMC e o halo da Via Láctea estão colidindo”, disse o coautor Scott Lucchini do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian. “Este é o local onde os halos são comprimidos, como dois balões empurrando um contra o outro.”

Fonte: esahubble.org