Crédito da imagem: NRAO
Uma equipe de astrônomos que usam o Telescópio do Banco Verde Robert C. Byrd da Fundação Nacional de Ciência (GBT) fez a primeira detecção conclusiva do que parecem ser os blocos de construção restantes da formação de galáxias - nuvens neutras de hidrogênio - que pululam em torno da galáxia de Andrômeda, a constelação de Andrômeda, a grande galáxia espiral mais próxima da Via Láctea.
Essa descoberta pode ajudar os cientistas a entender a estrutura e evolução da Via Láctea e de todas as galáxias espirais. Também pode ajudar a explicar por que certas estrelas jovens em galáxias maduras são surpreendentemente desprovidas dos elementos pesados que seus contemporâneos contêm.
“Pensa-se que galáxias gigantes, como Andrômeda e nossa Via Láctea, se formem através de repetidas fusões com galáxias menores e através do acréscimo de um grande número de 'nuvens' de massa ainda mais baixa - objetos escuros que carecem de estrelas e são pequenos demais para serem chamados de galáxias ”, Disse David A. Thilker, da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, Maryland. "Estudos teóricos prevêem que esse processo de crescimento galáctico continua hoje, mas os astrônomos não conseguiram detectar a baixa massa esperada de 'blocos de construção' caindo nas galáxias próximas, até agora."
A pesquisa de Thilker é publicada no Astrophysical Journal Letters. Outros colaboradores incluem: Robert Braun, da Fundação Holandesa de Pesquisa em Astronomia; Rene A.M. Walterbos da Universidade Estadual do Novo México; Edvige Corbelli, do Osservatorio Astrofisico di Arcetri, na Itália; Felix J. Lockman e Ronald Maddalena do Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) em Green Bank, West Virginia; e Edward Murphy, da Universidade da Virgínia.
A Via Láctea e Andrômeda foram formadas muitos bilhões de anos atrás em um bairro cósmico repleto de matérias-primas galácticas - entre as quais hidrogênio, hélio e matéria escura e fria eram constituintes primários. Até agora, a maior parte dessa matéria-prima provavelmente já foi devorada pelas duas galáxias, mas os astrônomos suspeitam que algumas nuvens primitivas ainda estejam flutuando livremente.
Estudos anteriores revelaram várias nuvens de hidrogênio atômico neutro que estão próximas da Via Láctea, mas não fazem parte de seu disco. Inicialmente, elas foram referidas como nuvens de alta velocidade (HVCs) quando foram descobertas porque pareciam se mover em velocidades difíceis de conciliar com a rotação galáctica.
Os cientistas não sabiam se os HVCs compreendiam os blocos de construção da Via Láctea que até agora escaparam da captura, ou se rastrearam o gás acelerado a velocidades inesperadas por processos energéticos (várias supernovas) dentro da Via Láctea. A descoberta de nuvens semelhantes ligadas à galáxia de Andrômeda reforça o fato de que pelo menos alguns desses HVCs são realmente blocos de construção galácticos.
Os astrônomos são capazes de usar radiotelescópios para detectar a característica radiação de 21 centímetros emitida naturalmente pelo hidrogênio atômico neutro. A grande dificuldade em analisar esses componentes galácticos de baixa massa é que suas emissões naturais de rádio são extremamente fracas. Mesmo aqueles mais próximos de nós, nuvens orbitando nossa galáxia, são difíceis de estudar por causa de sérias incertezas à distância. "Sabemos que as HVCs da Via Láctea estão relativamente próximas, mas exatamente quão perto é irritantemente difícil de determinar", disse Thilker.
Tentativas anteriores de encontrar satélites ausentes em torno de galáxias externas a distâncias conhecidas não foram bem-sucedidas devido à necessidade de um instrumento muito sensível capaz de produzir imagens de alta fidelidade, mesmo nas proximidades de uma fonte brilhante como a galáxia de Andrômeda.
Pode-se considerar essa tarefa semelhante a distinguir visualmente uma vela colocada ao lado de um refletor. O novo design do GBT, recentemente encomendado, enfrentou esses desafios de maneira brilhante e deu aos astrônomos o primeiro olhar para o bairro desordenado em torno de Andrômeda.
A galáxia de Andrômeda foi alvo porque é a galáxia espiral maciça mais próxima. "Em certo sentido, os ricos ficam mais ricos, mesmo no espaço", disse Thilker. “Todo o resto sendo igual, seria de esperar encontrar mais nuvens primordiais nas proximidades de uma grande galáxia espiral do que perto de uma pequena galáxia anã, por exemplo. Isso faz de Andrômeda um bom lugar para procurar, especialmente considerando sua proximidade relativa - a meros 2,5 milhões de anos-luz da Terra. ”
O que o GBT conseguiu identificar foi uma população de 20 nuvens discretas de hidrogênio neutro, junto com um componente filamentar estendido, que, segundo os astrônomos, estão associados a Andrômeda. Esses objetos, aparentemente sob a influência gravitacional do halo de Andrômeda, são considerados as nuvens gasosas dos satélites "ausentes" (talvez dominados pela matéria escura) e seus remanescentes de fusão. Eles foram encontrados dentro de 163.000 anos-luz de Andrômeda.
Modelos cosmológicos favorecidos previram a existência desses satélites, e sua descoberta pode ser responsável por algumas das "matérias escuras frias" ausentes no Universo. Além disso, a confirmação de que esses objetos de baixa massa são onipresentes em torno de galáxias maiores pode ajudar a resolver o mistério de por que certas estrelas jovens, conhecidas como estrelas anãs G, são quimicamente semelhantes às que evoluíram bilhões de anos atrás.
À medida que as galáxias envelhecem, elas desenvolvem maiores concentrações de elementos pesados formados pelas reações nucleares nos núcleos das estrelas e nas explosões cataclísmicas das supernovas. Essas explosões lançam elementos pesados na galáxia, que se tornam planetas e são absorvidos na próxima geração de estrelas.
A análise espectral e fotométrica de estrelas jovens na Via Láctea e outras galáxias, no entanto, mostra que há um certo número de estrelas jovens surpreendentemente desprovidas de elementos pesados, fazendo com que se pareçam com estrelas que deveriam ter se formado nos estágios iniciais da evolução galáctica .
"Uma maneira de explicar essa estranha anomalia é ter uma nova fonte de material galáctico bruto para formar novas estrelas", disse Murphy. "Como as nuvens de alta velocidade podem ser os blocos de construção restantes da formação de galáxias, elas contêm concentrações quase primitivas de hidrogênio, principalmente livres dos metais pesados que semeiam galáxias mais antigas". Sua fusão em grandes galáxias, portanto, poderia explicar como o material fresco está disponível para a formação de estrelas anãs-G.
A galáxia de Andrômeda, também conhecida como M31, é uma das poucas galáxias visíveis da Terra a olho nu, e é vista como uma mancha fraca na constelação de Andrômeda. Quando visto através de um telescópio modesto, Andrômeda também revela que possui duas galáxias anãs de satélite proeminentes, conhecidas como M32 e M110. Esses anões, juntamente com as nuvens estudadas por Thilker e colaboradores, estão fadados a se fundir com Andrômeda. A Via Láctea, M33, e a Galáxia de Andrômeda, além de cerca de 40 companheiros anões, compõem o que é conhecido como "Grupo Local".
Hoje, Andrômeda é talvez a galáxia mais estudada que não a Via Láctea. De fato, muitas das coisas que sabemos sobre a natureza das galáxias, como a Via Láctea, foram aprendidas pelo estudo de Andrômeda, uma vez que as características gerais de nossa própria galáxia são disfarçadas pelo nosso ponto de vista interno. "Nesse caso, Andrômeda é um bom análogo para a Via Láctea", disse Murphy. “Isso esclarece a imagem. Viver dentro da Via Láctea é como tentar determinar como é a sua casa por dentro, sem sair de casa. No entanto, se você olhar para as casas dos vizinhos, poderá ter uma ideia de como pode ser sua casa. ”
O GBT é o maior radiotelescópio totalmente direcionável do mundo.
O Observatório Nacional de Radioastronomia é uma instalação da National Science Foundation, operada sob acordo de cooperação da Associated Universities, Inc.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NRAO
