Desvendando o mistério cósmico: Galáxias transformadoras e evolução galáctica
O enigma centenário que envolve a “mutação de forma” de algumas galáxias foi finalmente resolvido, revelando, no processo, que nossa galáxia Via Láctea nem sempre apresentou sua conhecida configuração em espiral.
O astrônomo Alister Graham utilizou observações antigas e recentes para mostrar como ocorre a evolução das galáxias de uma forma para outra, um processo conhecido como especiação galáctica. A pesquisa demonstra que colisões e fusões subsequentes entre galáxias são uma forma de “seleção natural” que impulsiona o processo da evolução cósmica.
Isso significa que a história de violência cósmica da Via Láctea não é única em nossa galáxia. Nem está encerrada. “É a sobrevivência do mais apto lá fora”, disse Graham em um comunicado. “A astronomia agora possui uma nova sequência anatômica e finalmente uma sequência evolutiva na qual a especiação de galáxias ocorre através do casamento inevitável de galáxias ordenado pela gravidade.”
As galáxias assumem uma variedade de formas. Algumas, como a Via Láctea, são compostas por braços de estrelas bem ordenadas que giram em torno de uma concentração central ou “núcleo” de corpos estelares. Outras galáxias, como Messier 87 (M87), são compostas por uma elipse de bilhões de estrelas que giram caoticamente em torno de uma concentração central desordenada.
Desde a década de 1920, os astrônomos classificaram as galáxias com base em uma sequência variável de anatomia galáctica chamada “sequência de Hubble”. Galáxias em espiral como a nossa estão em uma extremidade dessa sequência, enquanto galáxias elípticas como M87 estão na outra. Ligando as duas extremidades estão as galáxias alongadas em forma de esfera, sem braços em espiral, chamadas galáxias lenticulares.
No entanto, o que esse sistema amplamente utilizado carecia até agora eram os caminhos evolutivos que ligam uma forma de galáxia a outra.
Reconfigurando a evolução galáctica
Para traçar os caminhos evolutivos na sequência de Hubble, Graham examinou 100 galáxias próximas à Via Láctea em imagens de luz óptica coletadas pelo Telescópio Espacial Hubble e as comparou com imagens infravermelhas do Telescópio Espacial Spitzer. Isso permitiu a comparação da massa total de todas as estrelas em cada galáxia com a massa de seus buracos negros supermassivos centrais.
Isso revelou a existência de dois tipos diferentes de galáxias lenticulares intermediárias: uma versão antiga e sem poeira, e outra jovem e rica em poeira.
Quando galáxias com pouca poeira acumulam gás, poeira e outras matérias, o disco que envolve sua região central é perturbado, criando um padrão em espiral irradiando de seus núcleos. Isso cria braços espirais, que são regiões rotativas superdensas que geram aglomerados de gás à medida que giram, desencadeando a formação de estrelas.
Por outro lado, galáxias lenticulares ricas em poeira são criadas quando galáxias espirais colidem e se fundem. Isso é indicado pelo fato de que galáxias espirais têm um pequeno esferoide central com braços espirais estendidos de estrelas, gás e poeira. Galáxias lenticulares jovens e empoeiradas têm esferoides e buracos negros notavelmente mais proeminentes do que galáxias espirais e galáxias lenticulares com pouca poeira.
O resultado surpreendente disso é a conclusão de que galáxias em espiral como a Via Láctea na verdade se encontram entre galáxias lenticulares ricas em poeira e galáxias lenticulares com pouca poeira na sequência de Hubble.
Uma história de fusões e incorporações cósmicas
Acredita-se que a história da Via Láctea seja marcada por uma série de eventos “canibalísticos” nos quais ela absorveu galáxias satélites menores ao seu redor para crescer. Esta pesquisa sugere que, além disso, as “incorporações” cósmicas de nossa galáxia também incluíram a absorção de outros materiais e a transformação gradual de uma galáxia lenticular com pouca poeira na galáxia espiral que conhecemos hoje.
Nossa galáxia está a caminho de uma fusão dramática com sua vizinha galáctica massiva mais próxima, a galáxia de Andrômeda, prevista para ocorrer dentro de 4 a 6 bilhões de anos. Essa colisão e fusão apagarão os padrões de braços espirais de ambas as galáxias. As novas descobertas propõem que a galáxia resultante dessa fusão entre a Via Láctea e Andrômeda provavelmente se manifestará como uma galáxia lenticular rica em poeira, mantendo uma estrutura de disco, embora desprovida de um padrão em espiral.
Caso a galáxia resultante da fusão entre a Via Láctea e Andrômeda encontre uma terceira galáxia lenticular rica em poeira e funda-se com ela, as características de disco de ambas as galáxias serão eliminadas. Esse processo resultaria na formação de uma galáxia elíptica, sem a capacidade de abrigar nuvens de gás e poeira frios.
Assim como essa nova galáxia carregará a narrativa de sua evolução para astrônomos no futuro distante, as galáxias lenticulares com pouca poeira poderiam servir como registros fósseis dos processos que transformaram galáxias antigas e comuns dominadas por discos no início do universo.
Essa pesquisa poderia ajudar a explicar as descobertas do Telescópio Espacial James Webb (JWST) de uma galáxia massiva dominada por uma estrutura esferoidal, observada apenas 700 milhões de anos após o Big Bang. Além disso, essas descobertas sugerem que a fusão de galáxias elípticas poderia explicar a presença de algumas das galáxias mais massivas do universo, localizadas no centro de aglomerados compostos por mais de 1.000 galáxias. [Space]
