Hubble da NASA fornece visão panorâmica do ecossistema da galáxia de Andrômeda

Localizada a 2,5 milhões de anos-luz de distância, a majestosa galáxia de Andrômeda parece a olho nu um objeto tênue, em forma de fuso, aproximadamente do tamanho angular da Lua cheia. O que observadores de quintal não veem é um enxame de quase três dúzias de pequenas galáxias satélites circulando a galáxia de Andrômeda, como abelhas ao redor de uma colmeia. 

 Esta é uma visão de grande angular da distribuição de galáxias satélites conhecidas orbitando a grande galáxia de Andrômeda (M31), localizada a 2,5 milhões de anos-luz de distância. O Telescópio Espacial Hubble foi usado para estudar toda a população de 36 minigaláxias circuladas em amarelo. Andrômeda é o objeto brilhante em forma de fuso no centro da imagem. Todas as galáxias anãs parecem estar confinadas em um plano, todas orbitando na mesma direção. A visão ampla é de fotografia terrestre. A estabilidade óptica, clareza e eficiência do Hubble tornaram possível esta pesquisa ambiciosa. Instantâneos de close-up do Hubble de quatro galáxias anãs estão na imagem à direita. A galáxia anã mais proeminente é M32 (NGC 221), uma galáxia elipsoidal compacta que pode ser o núcleo remanescente de uma galáxia maior que colidiu com Andrômeda alguns bilhões de anos atrás. Créditos Imagem:NASA, ESA, Alessandro Savino (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI), Akira Fujii DSS2

Essas galáxias satélites representam um "ecossistema" galáctico turbulento que o Telescópio Espacial Hubble da NASA está estudando em detalhes sem precedentes. Este ambicioso Programa do Tesouro do Hubble usou observações de mais de 1.000 órbitas do Hubble. A estabilidade óptica, clareza e eficiência do Hubble tornaram esta pesquisa ambiciosa possível. Este trabalho incluiu a construção de um mapeamento 3D preciso de todas as galáxias anãs zumbindo ao redor de Andrômeda e a reconstrução de quão eficientemente elas formaram novas estrelas ao longo dos quase 14 bilhões de anos de vida do universo.

No estudo publicado no The Astrophysical Journal , o Hubble revela um ecossistema marcadamente diferente do menor número de galáxias satélites que circundam nossa Via Láctea. Isso oferece pistas forenses sobre como nossa galáxia Via Láctea e Andrômeda evoluíram de forma diferente ao longo de bilhões de anos. Nossa Via Láctea tem sido relativamente plácida.

Mas parece que Andrômeda teve uma história mais dinâmica, que provavelmente foi afetada por uma grande fusão com outra grande galáxia alguns bilhões de anos atrás. Esse encontro, e o fato de Andrômeda ser até duas vezes mais massiva que nossa Via Láctea, pode explicar sua população abundante e diversa de galáxias anãs.

Pesquisar todo o sistema de satélites da Via Láctea de uma forma tão abrangente é muito desafiador porque estamos inseridos dentro de nossa galáxia. Nem pode ser realizado para outras galáxias grandes porque elas estão muito distantes para estudar as pequenas galáxias satélites em muitos detalhes. A galáxia mais próxima de massa comparável à Via Láctea além de Andrômeda é M81, a quase 12 milhões de anos-luz.

Esta visão aérea do sistema de satélites de Andrômeda nos permite decifrar o que impulsiona a evolução dessas pequenas galáxias. "Vemos que a duração pela qual os satélites podem continuar formando novas estrelas realmente depende de quão massivos eles são e de quão próximos eles estão da galáxia de Andrômeda", disse o autor principal Alessandro Savino da Universidade da Califórnia em Berkeley. "É uma indicação clara de como o crescimento de pequenas galáxias é perturbado pela influência de uma galáxia massiva como Andrômeda."

"Tudo espalhado no sistema de Andrômeda é muito assimétrico e perturbado. Parece que algo significativo aconteceu não muito tempo atrás", disse o pesquisador principal Daniel Weisz da Universidade da Califórnia em Berkeley. "Sempre há uma tendência de usar o que entendemos em nossa própria galáxia para extrapolar mais genericamente para as outras galáxias no universo.

Sempre houve preocupações sobre se o que estamos aprendendo na Via Láctea se aplica mais amplamente a outras galáxias. Ou há mais diversidade entre galáxias externas? Elas têm propriedades semelhantes? Nosso trabalho mostrou que galáxias de baixa massa em outros ecossistemas seguiram caminhos evolutivos diferentes do que sabemos das galáxias satélites da Via Láctea."

Por exemplo, metade das galáxias satélites de Andrômeda parecem estar confinadas em um plano, todas orbitando na mesma direção. "Isso é estranho. Na verdade, foi uma surpresa total encontrar os satélites nessa configuração e ainda não entendemos completamente por que eles aparecem dessa forma", disse Weisz.

A galáxia companheira mais brilhante de Andrômeda é Messier 32 (M32). Esta é uma galáxia elipsoidal compacta que pode ser apenas o núcleo remanescente de uma galáxia maior que colidiu com Andrômeda alguns bilhões de anos atrás. Depois de ser gravitacionalmente despojada de gás e algumas estrelas, ela continuou ao longo de sua órbita.

A galáxia M32 contém estrelas mais velhas, mas há evidências de que ela teve uma onda de formação de estrelas alguns bilhões de anos atrás. Além de M32, parece haver uma população única de galáxias anãs em Andrômeda não vistas na Via Láctea. Elas formaram a maioria de suas estrelas muito cedo, mas depois não pararam. Elas continuaram formando estrelas a partir de um reservatório de gás a uma taxa muito baixa por um tempo muito mais longo.

"A formação de estrelas realmente continuou até tempos muito posteriores, o que não é nada do que você esperaria para essas galáxias anãs", continuou Savino. "Isso não aparece em simulações de computador. Ninguém sabe o que fazer com isso até agora."

"Nós descobrimos que há muita diversidade que precisa ser explicada no sistema de satélites de Andrômeda", acrescentou Weisz. "A maneira como as coisas se juntam importa muito para entender a história desta galáxia."

O Hubble está fornecendo o primeiro conjunto de imagens onde os astrônomos medem os movimentos das galáxias anãs. Em mais cinco anos, o Hubble ou o Telescópio Espacial James Webb da NASA poderão obter o segundo conjunto de observações, permitindo que os astrônomos façam uma reconstrução dinâmica para todas as 36 galáxias anãs, o que ajudará os astrônomos a retroceder os movimentos de todo o ecossistema de Andrômeda bilhões de anos no passado.

Hubblesite.org