Porque é que algumas galáxias estelares misteriosamente desligam? Novo estudo fornece pistas

Clique para o próximo artigo A galáxia NGC 4536, vista aqui em uma foto do Telescópio Espacial Hubble, tem aglomerados azuis brilhantes de estrelas-bebê e aglomerados rosados de gás de hidrogênio ionizado salpicados em seus braços espirais. ( Lee (Space Telescope Science Institute); Processamento: Gladys Kober (NASA/Universidade Católica da América) Compartilhe este artigo 0 Junte-se à conversa Siga-nos Adicione-nos como fonte preferida no Google Newsletter Assine a nossa newsletter Uma galáxia morrendo não é uma coisa delicada. Suas fábricas de estrela, uma vez produzindo milhões de sóis, param. Em vez de um desbotamento lento, é um desligamento súbito e impressionante, um fenómeno que os astrónomos chamam de apaziguamento rápido. Tais fenômenos são os mistérios do que chamamos de galáxias pós-estrelas, que apresentam algumas das mais atraentes, mas muitas vezes negligenciadas, histórias que se desenrolam em todo o universo. Para os astrónomos, tais sistemas são como cenas de crime cósmicas. Recentemente tiveram uma enorme explosão de formação de estrelas — uma festa de proporções épicas — mas agora não mostram quase nenhuma nova estrela nascendo. É como encontrar um salão de baile onde a música parou, as luzes apagaram-se e todos saíram com pressa. A cena deixa-nos a pensar no vazio repentino. E sobre a surpreendente velocidade de saída. Aqui está o problema: galáxias pós-estrelas são muito raras. Eles compõem menos de 1% de todas as galáxias lá fora. Esta raridade torna-os difíceis de estudar. No início, os astrônomos olharam para a luz óptica, especificamente linhas de absorção fortes de estrelas quentes, jovens tipo A, combinadas com uma distinta falta de linhas de emissão que sinalizam a formação ativa de estrelas. Mas estes métodos, desenvolvidos há anos, às vezes perderam um monte de pós-estrelas, o que significa que a nossa imagem estava incompleta. Para compreender verdadeiramente o que acontece quando uma galáxia de repente pára de formar estrelas, precisamos de saber o que alimenta a formação das estrelas em primeiro lugar: o gás. Gás frio, para ser preciso. As estrelas não aparecem do nada, nascem de nuvens densas e frias de hidrogénio molecular. Se uma galáxia acabar com este gás molecular, ou se o gás for interrompido e não puder coalescer, a formação estelar desliga-se. Simples, não é? Não tão depressa. Estudos anteriores sobre estas fascinantes galáxias em transição foram um pouco de um hodgepodge. Eles usaram critérios de seleção inconsistentes, tiveram sensibilidades variáveis em suas observações, e muitas vezes trabalharam com amostras que eram muito pequenas para nos dar uma imagem clara e unificada. Significava que tínhamos pistas conflitantes, e nenhuma narrativa coerente para nossa unidade cósmica. Algumas até mesmo sugeriram galáxias ainda poderiam estar cheias de gás, mas de alguma forma não formando estrelas, o que seria um verdadeiro arranha-cabeças para quem tentasse entender viveiros estelares. Outros pesquisadores, porém, mostraram que muitas dessas galáxias aparentemente ricas em gás, silenciosas, na verdade, tinham formação de estrelas acontecendo, apenas escondidas atrás de espessas nuvens de poeira, aparecendo "obscuradas" em observações ópticas. Então, a imagem estava confusa, para dizer o mínimo, e deixou um grande buraco no nosso entendimento. Entre nos EMBERS que estudo, um trabalho de detective astronômico muito inteligente. Liderado por Ben F. Rasmussen da Universidade de Victoria e seus colegas de instituições como o Instituto de Ciência do Telescópio Espacial e da Universidade de St. Andrews, esta equipe decidiu que era hora de um ataque abrangente e multi-pronged sobre o problema. Eles se propuseram a realizar a primeira avaliação uniforme de gás atômico e molecular em uma grande amostra bem selecionada de galáxias pós-estrelas. É como trazer toda a equipa CSI depois de anos a contar com uma única fotografia embaçada. Eles começaram com uma lista de 114 galáxias candidatas retiradas do Sloan Digital Sky Survey, cuidadosamente escolhidas com base em sua massa estelar e distância. Depois veio o trabalho pesado: olhar para estas galáxias durante muito, muito tempo. Para farejar o hidrogênio atômico — o gás mais difuso e mais frio que atua como o reservatório inicial e expansivo para a formação de futuras estrelas — a equipe aproveitou o imenso poder do Telescópio Esférico de Abertura de Cinco Cem Metros da China (FAST). Esse é um prato de 500 metros de largura, ideal para captar sinais fracos de longe. Mas o verdadeiro combustível para fazer estrelas é hidrogénio molecular, e isso é muito mais difícil de detectar directamente. Assim, os astrónomos usam um localizador confiável: monóxido de carbono, ou CO. Pense nisso como um detector de fumaça para nuvens moleculares; onde há CO, é provável que H2 esteja pronto para entrar em colapso e formar estrelas. Para medir essa emissão de CO, Rasmussen e seus colegas passaram 188,9 horas surpreendentes, divididos em quatro diferentes propostas de observação, usando o telescópio IRAM de 30 metros. São muitas noites tardias e manhãs a olhar para o céu. Obtiveram 52 novas observações, combinando-as com nove arquivamentos para sua amostra total de 61 galáxias. O Telescópio Esférico de Abertura de 500 metros (FAST), na província de Guizhou, no sudoeste da China. ( Estamos falando de uma queda significativa — algo entre 0,3 a 0,6 vezes menos gás molecular do que o que você encontraria em galáxias de massa estelar semelhante que ainda estão aumentando estrelas. Isto sugere fortemente que um mecanismo chave para o rápido apaziguamento é uma galáxia simplesmente ficando sem combustível para formar estrelas. Em outras palavras, a festa termina porque a lanchonete cósmica está vazia. Mas aqui é onde a história fica realmente interessante, e menos direta. Isto não quer dizer que cada galáxia pós-estrela é totalmente estéril. O estudo encontrou uma diversidade impressionante em seus reservatórios de gás frio. Algumas dessas galáxias, mesmo após seu dramático desligamento do vetor estelar, ainda tinham frações de gás molecular variando de um modesto 2% de sua massa estelar até um enorme 250% nos casos detectados. Assim, enquanto a galáxia pós-estrela é de fato esfomeada a gás, as histórias individuais são muito mais complexas. Esta diversidade tem enormes implicações para a compreensão da evolução galáctica. Significa que não existe apenas um mecanismo universal de desligamento rápido. Para algumas galáxias, o desligamento pode ser irreversível, um fim verdadeiramente permanente para a formação de estrelas, provavelmente devido à severa perda de gás. Para outros, particularmente aqueles que retêm um bom pedaço de gás, há uma possibilidade tentadora de rejuvenescimento — um segundo ato, onde a formação de estrelas poderia recomeçar, embora temporariamente, levando a uma cessação temporária em vez de terminal. Ver Mais Você deve confirmar seu nome de exibição público antes de comentar Por favor, faça logout e depois faça login novamente, você será solicitado a digitar seu nome de exibição. Sair Paul SutterSpace.com ContribuidorPaul M. Sutter é um cosmólogo da Johns Hopkins University, apresentador de Ask a a Spaceman, e autor de How to Die in Space.