Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Nem todas as galáxias são construídas da mesma forma.
Há espirais espetaculares e cintilantes com braços graciosos se curvando elegantemente no espaço. Existem bolhas pequenas e difusas. Existem anéis estranhos com centros ocos ou coleções difusas e fracas de estrelas que mal parecem uma galáxia.
Como as galáxias ficam do jeito que estão é um mistério. Mas uma nova pesquisa forneceu algumas respostas.
Usando uma rede neural, uma equipe de cientistas australianos descobriu como as galáxias espirais bem estruturadas se transformam em galáxias difusas, lenticulares e elípticas sem estruturas de braço.
Em particular, a pesquisa ajuda a esclarecer um fenômeno estranho anteriormente inexplicável conhecido como relação morfologia-densidade: galáxias solitárias, como a Via Láctea, são mais propensas a serem espirais, enquanto galáxias em aglomerados tendem a ser lenticulares ou elípticas.
“Descobrimos que há algumas coisas diferentes acontecendo quando juntamos muitas galáxias”, disse o astrônomo Joel Pfeffer, do Centro Internacional de Pesquisa de Radioastronomia (ICRAR) da Universidade da Austrália Ocidental.
“Os braços espirais das galáxias são muito frágeis e, à medida que você atinge densidades mais altas nos aglomerados de galáxias, as galáxias espirais começam a perder seu gás. Essa perda de gás faz com que eles ‘percam’ seus braços espirais, transformando-se em uma forma lenticular. Outra causa são as fusões de galáxias, que podem resultar na colisão de duas ou mais galáxias espirais para formar uma grande galáxia elíptica.”
O trabalho utilizou um projeto chamado Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments (EAGLE – Evolução e Formação de Galáxias e seus Ambientes, na tradução livre), uma simulação sofisticada projetada para aprofundar a compreensão da formação e evolução das galáxias.
Como o EAGLE se aproxima muito das observações, os cientistas estão confiantes de que ele reflete com precisão a evolução real do Universo. Eles o utilizam como um laboratório onde podem observar mudanças que, em tempo real, demoram muito para serem observadas em ação.
Os pesquisadores treinaram um algoritmo para reconhecer galáxias com base em suas formas e as deixaram livres na simulação. O algoritmo identificou 20.000 galáxias por minuto, reduzindo bastante o tempo que levaria para classificá-las na simulação. Eles descobriram que o EAGLE recria com precisão a relação morfologia-densidade vista no Universo real.
Os cientistas puderam então observar os caminhos evolucionários que levam ao domínio de certos tipos de galáxias em diferentes ambientes. Em ambientes de alta densidade, as interações gravitacionais e as colisões entre as galáxias alteram as formas das galáxias espirais para produzir um número maior de galáxias lenticulares e elípticas.
A rede neural também identificou galáxias difusas ocasionais em regiões de baixa densidade do espaço. A simulação mostrou que isso ocorre quando galáxias com um buraco negro supermassivo em seus respectivos centros se fundem. Isso por si só não é suficiente para mudar a forma de uma galáxia, pois, em ambientes de baixa densidade, os braços espirais podem se reformar.
Ver aqui no Vimeo: simualação do EAGLES mostra como as galáxias podem mudar de forma
Nesses casos, os buracos negros supermassivos desempenham um papel fundamental. Quando eles se fundem, eles formam um núcleo galáctico ativo que fornece o que é conhecido como feedback. Ventos poderosos e radiação do espaço extremo em torno de uma explosão de buraco negro alimentando ativamente através da galáxia, remove o gás intergaláctico ao redor que, de outra forma, reabasteceria o gás galáctico e reduzindo sua capacidade de reformar os braços espirais.
Os pesquisadores dizem que esses mecanismos são todos consistentes com as teorias anteriores sobre como as galáxias mudam ao longo do tempo, juntando-as em um quadro maior de interação e evolução galáctica.
