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Revelando a origem e a natureza da periferia das megalópoles estelares


Mosaico com imagens no infravermelho das seis galáxias elípticas massivas a meio da idade atual do Universo que se encontram no Campo Ultra Profundo do Hubble (HUDF). As imagens revelam envelopes estelares, assim como potenciais galáxias satélite.
Crédito: Ignacio Trujillo, com imagens do programa de 2012 do HUDF

O mais detalhado estudo da periferia de galáxias elípticas massivas a meio da idade atual do Universo foi feito por uma equipa internacional liderada por Fernando Buitrago, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL). O estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e contribui para a compreensão de como as maiores galáxias do Universo evoluíram no tempo.

As galáxias cresceram dramaticamente em tamanho desde o Universo primordial, e as galáxias elípticas, em particular, são as maiores galáxias, tanto em tamanho como em massa. Qual o principal fator que provocou o crescimento das regiões exteriores destas galáxias na época mais recente do Universo, foi a pergunta que motivou este estudo.

Em galáxias de disco, como a nossa Via Láctea, é bastante fácil identificar as suas distintas partes: o bojo central, o disco com os seus braços espirais e o halo de estrelas envolvendo o todo. Os astrônomos conseguem afirmar, por exemplo, que o halo estelar de uma galáxia de disco é formado sobretudo por estrelas de galáxias satélite que foram engolidas por aquela.

Com galáxias elípticas, porém, é muito mais difícil porque estas galáxias parecem-se muito com uma nuvem de estrelas suave e homogênea. Fernando Buitrago (IA e FCUL) comenta: "Em relação às galáxias elípticas, existem evidências diretas de que estão a decorrer fusões de galáxias satélite, mas é difícil assegurar que os processos que levaram ao crescimento das suas regiões exteriores são os mesmos que vemos a acontecer em galáxias de disco, como a nossa."

Por conseguinte, Buitrago e a sua equipa lançaram-se na investigação da natureza das periferias de um conjunto de galáxias elípticas massivas de quando o Universo tinha metade da sua idade atual, há cerca de 6,2 mil milhões de anos. Concentrando a sua pesquisa nos ténues detalhes a grandes distâncias do centro galáctico, só poderiam trabalhar com a mais profunda imagem do Universo alguma vez feita, o HUDF (Hubble Ultra Deep Field, que em português significa Campo Ultra Profundo do Hubble).

Usando as seis galáxias que satisfazem os seus critérios de investigação e que estão registadas nesta imagem, os investigadores demonstraram pela primeira vez a existência de extensos envelopes estelares em galáxias elípticas massivas individuais naquela época da idade do Universo.

A qualidade da informação capturada no HUDF permitiu à equipa caracterizar os halos galácticos individuais e colocá-los no contexto da história evolutiva deste tipo de galáxias. Além disso, Buitrago e a sua equipa concluíram que, para o seu conjunto de galáxias elípticas massivas a meio da idade atual do Universo, as regiões exteriores foram, tal como nas galáxias de disco, formadas sobretudo devido à fusão de outras galáxias. Neste estudo, tentaram ainda identificar nesses halos alguns traços de episódios recentes de fusão galáctica.

Os resultados emergiram da comparação entre a sua amostra de galáxias e simulações matemáticas baseadas no atual modelo de formação e evolução das galáxias. A equipa verificou que, neste caso, a simulação e os dados reais se ajustavam muito bem e que era possível estabelecer paralelismos.

"Em galáxias elípticas, não podemos dizer 'isto é o bojo galáctico e isto é o halo'", diz Buitrago. "Todas as estrelas formam um esferoide gigantesco, como uma imensa bola de râguebi. Mas quando usamos uma simulação por computador, conseguimos identificar a origem de cada uma das partes da galáxia simulada e comparar com as nossas galáxias reais. Através deste método, conseguimos identificar o processo por trás do dramático crescimento das regiões exteriores destas galáxias, e pudemos explicar como o seu tamanho evoluiu."


Fernando Buitrago.
Crédito: Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

FONTE: http://www.ccvalg.pt

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