Astrônomos detectaram ondulações semelhantes a lagoas no disco gasoso de uma galáxia antiga.
O que causou as ondulações, e o que elas nos dizem sobre a formação e evolução da galáxia distante? E seja lá o que tenha acontecido, como isso afetou a galáxia e sua principal função: formar estrelas?
Esta descoberta se refere à galáxia espiral mais antiga conhecida. Ela tem mais de 12 bilhões de anos e é chamada BRI 1335-0417. Sendo a espiral mais antiga conhecida, ocupa um lugar importante no nosso estudo de como as galáxias se formam e evoluem.
Segundo os cientistas, as ondulações no disco de BRI 1335-0417 revelam os padrões de crescimento da galáxia. As observações mostram um movimento de oscilação vertical do disco, como ondulações em uma lagoa. É a primeira vez que esse fenômeno é observado, e as ondulações podem ajudar a explicar a formação de estrelas na galáxia.
As observações fazem parte de uma nova pesquisa publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. A pesquisa é intitulada “Detecting a disc bending wave in a barred-spiral galaxy at redshift 4.4”. O autor principal é o Dr. Takafumi Tsukui, pós-doutorando na Escola de Pesquisa em Astronomia e Astrofísica (RSAA) da Universidade Nacional Australiana.
BRI 1335-0417 é conhecida por sua alta taxa de formação de estrelas. Ela forma estrelas de maneira muito mais prolífica do que galáxias modernas, como a Via Láctea. Algumas medições indicam que forma estrelas centenas de vezes mais rápido do que a nossa galáxia. De algum modo, o gás está sendo transportado e transformado em estrelas mais eficientemente do que em outras galáxias.
As observações que revelaram as ondulações foram feitas com o ALMA, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. O ALMA é especialmente eficaz na observação de gás e poeira, o que ajudou a identificar as ondulações. Os pesquisadores afirmam que as ondulações são evidências de algum tipo de influência externa, como interações com outra galáxia ou a entrada de gás. Ambas as influências podem desencadear a rápida formação de estrelas e podem ajudar a explicar por que BRI 1335-0417 forma estrelas tão rapidamente.
Mas o ALMA encontrou mais do que apenas ondulações; ele também encontrou evidências de uma barra central.
Barras em galáxias espirais podem impulsionar a formação de estrelas, canalizando gás dos braços para a região central da galáxia e alimentando o nascimento de estrelas ali. Esse mesmo processo também pode explicar núcleos galácticos ativos.
“A barra, com um raio de 3,3 +/- 0,2 quiloparsecs e conectando a espiral de dois braços previamente identificada, é visível em ambas as imagens [C-II] e [infravermelho distante], impulsionando a rápida evolução da galáxia ao direcionar gás para o núcleo”, escrevem os pesquisadores em seu artigo
Barras em galáxias espirais são comuns. Um estudo mostrou que mais de um quarto de todas as galáxias espirais possuem barras. Tanto a Via Láctea quanto a nossa vizinha mais próxima, a galáxia de Andrômeda, são espirais barradas. As barras podem ser temporárias e decair ao longo do tempo, transformando galáxias espirais barradas em galáxias espirais mais simples. As barras podem durar apenas cerca de dois bilhões de anos. Elas podem ser cíclicas, formando-se e decaindo repetidamente, o que ajuda a explicar por que encontramos tantas delas.
Alguns pensamentos astronômicos estabelecidos dizem que a formação de uma barra é o ato final na evolução de uma galáxia espiral.
“A formação de uma barra pode ser o ato final importante na evolução de uma galáxia espiral”, disse Kartik Sheth, do Centro de Ciências de Spitzer, ao comentar sobre uma pesquisa em 2008.
“Acredita-se que as galáxias se formam através de fusões com outras galáxias. Depois de se estabilizarem, a única outra maneira significativa de evoluírem é através da influência das barras.”
Mas os astrônomos nunca haviam encontrado uma barra em uma galáxia tão antiga no Universo.
Isso sugere um mecanismo diferente para a formação das barras. “A barra identificada em imagens [C-II] e [infravermelho distante] da galáxia de disco rica em gás sugere uma nova perspectiva para a formação inicial de barras em galáxias ricas em gás de alto desvio para o vermelho – um disco rico em gás gravitacionalmente instável gerando uma barra gasosa formadora de estrelas, em vez de uma barra estelar surgindo de um disco estelar pré-existente”, escrevem os autores.
“Isso pode explicar as estruturas semelhantes a barras prevalentes vistas em imagens FIR de galáxias submilimétricas de alto desvio para o vermelho”, explicam os autores.
Encontrar essas ondulações – e a barra – nesta antiga galáxia está forçando um repensar. Normalmente, o disco de gás em uma galáxia como esta é estável, então as ondulações indicam que algo aconteceu recentemente com o disco.
Ainda não se sabe ao certo se foi por conta de uma interação com outra galáxia ou com uma nuvem de gás massiva. Contudo, a conclusão parece natural para os autores. “É natural supor que tal interação também teria ativado a alta atividade de formação de estrelas”, eles escrevem.
Os astrônomos estão certos de que as galáxias se formam e evoluem através de fusões com outras galáxias e com nuvens de gás massivas. Essas descobertas não desafiam essa ideia. Mas a observação de ondulações notáveis fornece aos pesquisadores outra percepção sobre como tudo funciona.
O artigo foi publicado originalmente por Evan Gouch no Universe Today.