Como as galáxias perdem seu gás

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À medida que as galáxias evoluem, muitas perdem o gás. Outra é que, quando grandes galáxias colidem, as estrelas passam umas pelas outras, mas o gás fica para trás. Também é possível que o gás seja retirado em passagens próximas a outras galáxias através de forças das marés. Ainda outra possibilidade envolve um vento soprando o gás à medida que as galáxias mergulham através do fino meio intergalático em aglomerados através de um processo conhecido como pressão do aríete.

Um novo artigo fornece novas evidências para uma dessas hipóteses. Neste artigo, astrônomos da Universidade do Arizona estavam interessados ​​em galáxias que exibiam longas caudas de gás, como um cometa. Estudos anteriores haviam encontrado essas galáxias, mas não estava claro se essa cauda de gás foi retirada das forças das marés ou se foi empurrada pela pressão do aríete.

Para ajudar a determinar a causa disso, a equipe usou novas observações de Spitzer procurar diferenças sutis nas causas de uma cauda após a galáxia ESO 137-001. Nos casos em que se sabe que as caudas são arrancadas por maré (como no sistema M81 / M82), "não há razão física pela qual o gás seria preferencialmente despojado sobre as estrelas". As estrelas da galáxia também são arrancadas e muitas vezes grandes quantidades de nova formação estelar são induzidas. Enquanto isso, as caudas de pressão do aríete devem estar em grande parte livres de estrelas, embora se possa esperar alguma nova formação estelar se houver turbulência na cauda que cause regiões de maior densidade (pense como o rastro de um barco).

Examinando a cauda espectroscopicamente, a equipe não conseguiu detectar a presença de um grande número de estrelas, sugerindo que os processos de maré não eram responsáveis. Além disso, o disco da galáxia parecia relativamente imperturbável por interações gravitacionais. Para apoiar isso, a equipe calculou as forças relativas das forças que atuam na galáxia. Eles descobriram que, entre as forças de maré que agem na galáxia a partir de seu aglomerado pai, e suas próprias forças centrípetas, as forças internas eram maiores, o que reafirmava que as forças de maré eram uma causa improvável para a cauda.

Mas, para confirmar que a pressão do aríete era realmente responsável, os astrônomos examinaram outros parâmetros. Primeiro eles estimaram a força gravitacional da galáxia. Para retirar o gás, a força gerada pela pressão do aríete teria que exceder a força gravitacional. A energia transmitida ao gás seria então mensurável como uma temperatura na cauda do gás que poderia ser comparada aos valores esperados. Quando isso foi observado, eles descobriram que a temperatura era consistente com o que seria necessário para a remoção dos aríetes.

A partir disso, eles também estabeleceram limites para quanto tempo o gás poderia durar em uma galáxia. Eles determinaram que, em tais circunstâncias, o gás seria inteiramente retirado de uma galáxia em aproximadamente 500 milhões a 1 bilhão de anos. No entanto, como a densidade do gás através do qual a galáxia se tornava mais densa à medida que passava pelas regiões mais centrais do aglomerado, eles sugerem que a escala de tempo seria muito mais simples. Embora essa escala de tempo pareça longa, ainda é mais curta do que o tempo necessário para que essas galáxias façam uma órbita completa em seu aglomerado. Como tal, é possível que, mesmo de uma só vez, uma galáxia perca seu gás.

Se a perda de gás ocorrer em prazos tão curtos, isso preveria ainda que caudas como a observada no ESO 137-001 seriam raras. Os autores observam que uma "pesquisa de raios-X de 25 aglomerados quentes próximos apenas descobriu duas galáxias com caudas de raios-X".

Embora este novo estudo não exclua outros métodos de remoção de gás de uma galáxia, esta é uma das primeiras galáxias para as quais o método de remoção de ram é demonstrado de forma conclusiva.

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