Tiro certeiro: Hubble investiga galáxia com nove anéis

O Telescópio Espacial Hubble da NASA capturou um alvo cósmico. A gigantesca galáxia LEDA 1313424 está ondulando com nove anéis cheios de estrelas depois que uma "flecha" — uma galáxia anã azul muito menor — disparou através de seu coração. 

Astrônomos usando o Hubble identificaram oito anéis visíveis, mais do que detectados anteriormente por qualquer telescópio em qualquer galáxia, e confirmaram um nono usando dados do Observatório WM Keck no Havaí. Observações anteriores de outras galáxias mostram um máximo de dois ou três anéis.

 Esta ilustração mostra a enorme galáxia apelidada de Bullseye de frente. Círculos pontilhados indicam onde cada um de seus anéis está, que se formaram como ondulações em um lago depois que uma galáxia anã azul (não mostrada) disparou através de seu núcleo há cerca de 50 milhões de anos. O Telescópio Espacial Hubble da NASA ajudou os pesquisadores a localizar cuidadosamente a localização da maioria de seus anéis, muitos dos quais estão empilhados no centro. Dados do Observatório WM Keck no Havaí ajudaram a equipe a confirmar outro anel. Crédito: NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI) 

"Esta foi uma descoberta fortuita", disse Imad Pasha, o pesquisador líder e aluno de doutorado na Universidade de Yale em New Haven, Connecticut. "Eu estava olhando para uma pesquisa de imagens terrestres e quando vi uma galáxia com vários anéis claros, fui imediatamente atraído por ela. Tive que parar para investigá-la." A equipe mais tarde apelidou a galáxia de "Bullseye".

As observações de acompanhamento de Hubble e Keck também ajudaram os pesquisadores a provar qual galáxia mergulhou no centro do Bullseye — uma galáxia anã azul ao seu centro-esquerdo. Essa intrusa relativamente pequena viajou como um dardo pelo núcleo do Bullseye há cerca de 50 milhões de anos, deixando anéis em seu rastro como ondulações em um lago. Uma fina trilha de gás agora liga o par, embora eles estejam atualmente separados por 130.000 anos-luz.

"Estamos capturando o Bullseye em um momento muito especial no tempo", disse Pieter G. van Dokkum, coautor do novo estudo publicado no The Astrophysical Journal Letters e professor em Yale. "Há uma janela muito estreita após o impacto quando uma galáxia como essa teria tantos anéis."

Galáxias colidem ou quase não se chocam com bastante frequência em escalas de tempo cósmicas, mas é extremamente raro que uma galáxia mergulhe pelo centro de outra. A trajetória reta da galáxia anã azul através do Bullseye mais tarde fez com que o material se movesse para dentro e para fora em ondas, iniciando novas regiões de formação de estrelas.

Qual é o tamanho do Bullseye? Nossa galáxia, a Via Láctea, tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro, e o Bullseye é quase duas vezes e meia maior, com 250.000 anos-luz de diâmetro.

LEDA 1313424, apropriadamente apelidada de Bullseye, tem duas vezes e meia o tamanho da nossa Via Láctea e tem nove anéis — seis a mais do que qualquer outra galáxia conhecida. Imagens de alta resolução do Telescópio Espacial Hubble da NASA confirmaram oito anéis, e dados do Observatório WM Keck no Havaí confirmaram um nono. Hubble e Keck também confirmaram qual galáxia mergulhou através do Bullseye, criando esses anéis: a galáxia anã azul que fica imediatamente no centro-esquerda. Crédito: NASA, ESA, Imad Pasha (Yale), Pieter van Dokkum (Yale)

Os pesquisadores usaram a visão nítida do Hubble para localizar cuidadosamente a localização da maioria de seus anéis, já que muitos estão empilhados no centro. "Isso teria sido impossível sem o Hubble", disse Pasha.

Eles usaram Keck para confirmar mais um anel. A equipe suspeita que um 10º anel também existiu, mas desapareceu e não é mais detectável. Eles estimam que ele pode estar três vezes mais distante do que o anel mais largo na imagem do Hubble.

Uma partida um-para-um com previsões

Pasha também encontrou uma conexão impressionante entre o Bullseye e uma teoria há muito estabelecida: os anéis da galáxia parecem ter se movido para fora quase exatamente como previsto pelos modelos.

"Essa teoria foi desenvolvida para o dia em que alguém viu tantos anéis", disse van Dokkum. "É imensamente gratificante confirmar essa previsão de longa data com a galáxia Bullseye."

Se visto de cima, seria mais óbvio que os anéis da galáxia não são uniformemente espaçados como aqueles em um alvo de dardos. A imagem do Hubble mostra a galáxia de um ângulo leve. "Se olhássemos para a galáxia diretamente, os anéis pareceriam circulares, com anéis agrupados no centro e gradualmente se tornando mais espaçados quanto mais longe eles estão", explicou Pasha.

Esta ilustração compara o tamanho da nossa própria galáxia, a Via Láctea, com a gigantesca galáxia LEDA 1313424, apelidada de Bullseye. A Via Láctea tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro, e o Bullseye é quase duas vezes e meia maior, com 250.000 anos-luz de diâmetro. Crédito: NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI)

Para visualizar como esses anéis podem ter se formado, pense em jogar uma pedra em um lago. O primeiro anel ondula, tornando-se o mais largo ao longo do tempo, enquanto outros continuam a se formar depois dele.

Os pesquisadores suspeitam que os dois primeiros anéis no Bullseye se formaram rapidamente e se espalharam em círculos mais amplos. A formação de anéis adicionais pode ter sido ligeiramente escalonada, já que o sobrevoo da galáxia anã azul afetou os primeiros anéis de forma mais significativa.

As órbitas individuais das estrelas eram em grande parte inalteradas, embora grupos de estrelas se "acumulassem" para formar anéis distinguíveis ao longo de milhões de anos. O gás, no entanto, era levado para fora e misturado com poeira para formar novas estrelas, iluminando ainda mais os anéis do Bullseye.

Há muito mais pesquisas a serem feitas para descobrir quais estrelas existiam antes e depois da "passagem aérea" da anã azul. Os astrônomos agora também poderão melhorar modelos que mostram como a galáxia pode continuar a evoluir ao longo de bilhões de anos, incluindo o desaparecimento de anéis adicionais.

Embora essa descoberta tenha sido um achado casual, os astrônomos podem esperar encontrar mais galáxias como essa em breve. "Assim que o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA começar as operações científicas , objetos interessantes aparecerão muito mais facilmente", explicou van Dokkum. "Aprenderemos o quão raros esses eventos espetaculares realmente são."

Phys.org