Crescimento de galáxias desafia teorias

Com informações do ESO - 14/03/2012

Esta imagem de campo profundo de uma pequena região do céu, na constelação da Baleia, mostra uma seleção de galáxias, marcadas com cruzes vermelhas, que foram utilizadas em um novo levantamento sobre os hábitos alimentares de galáxias jovens conforme elas evoluíam através do tempo. Cada uma das pequenas bolhas, que são galáxias vistas como eram entre três e cinco bilhões de anos após o Big Bang, foi estudada detalhadamente.
[Imagem: ESO/CFHT]

Como as galáxias crescem

Novas observações obtidas com o Very Large Telescope do ESO estão contribuindo de forma significativa para a compreensão de como crescem as galáxias muito jovens.

No maior levantamento já feito sobre estes objetos, os astrônomos descobriram que as galáxias alteram os seus hábitos alimentares durante os anos da adolescência - o período que vai desde os 3 aos 5 bilhões de anos depois do Big Bang.

No início desta fase, correntes de gás eram o lanche preferido, enquanto mais tarde as galáxias cresceram principalmente devido a canibalismo de outras galáxias menores.

Os astrônomos sabem já há algum tempo que as galáxias primordiais são muito menores que as impressionantes galáxias espirais ou elípticas que ocupam atualmente o Universo.

Durante o tempo de vida do cosmos as galáxias vêm aumentando de peso, mas a sua comida e hábitos alimentares permanecem ainda um mistério. Um novo levantamento de galáxias cuidadosamente selecionadas focou-se nos anos da sua adolescência - aproximadamente o período entre os 3 e os 5 bilhões de anos depois do Big Bang.

"Existem dois modelos de crescimento de galáxias em competição: eventos de fusão violentos quando galáxias maiores comem galáxias menores, ou alternativamente um fluxo de gás mais suave e contínuo ingerido pelas galáxias. Ambos levam à formação de imensas novas estrelas," explica Thierry Contini (IRAP, Toulouse, França), que lidera este trabalho.

Mudança na evolução das galáxias

Utilizando os instrumentos de vanguarda do Very Large Telescope do ESO, uma equipe internacional está descobrindo o que realmente aconteceu. Em mais de cem horas de observações, a equipe juntou a maior quantidade de dados detalhados sobre galáxias ricas em gás que se encontram nesta fase inicial do seu desenvolvimento.

Os novos resultados apontam para o fato de existir uma mudança na evolução cósmica das galáxias, quando o Universo tinha entre 3 e 5 bilhões de anos.

O crescimento das galáxias pela absorção de correntes contínuas de gás parece ter sido bastante importante quando o Universo era muito jovem, enquanto as fusões se tornaram mais importantes posteriormente.

"Para compreender como é que as galáxias cresceram e se desenvolveram precisamos observá-las com o maior número de detalhes possível. O instrumento SINFONI instalado no VLT do ESO é uma das ferramentas mais poderosas existentes no mundo para dissecar galáxias jovens e distantes. O seu papel é tão importante para nós como o microscópio o é para o biólogo," acrescenta Thierry Contini.

O SINFONI (sigla do inglês Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared) é um espectrógrafo infravermelho (1,1 a 2,45 micrômetros) de campo integral que utiliza óptica adaptativa para melhorar a qualidade da sua imagem.

As galáxias distantes, como as observadas neste rastreio, são apenas pequenos pontos no céu, muito tênues, mas a alta qualidade de imagem do VLT juntamente com o instrumento SINFONI permite que os astrônomos façam mapas de como as diferentes partes das galáxias se deslocam e descobrir do que são constituídas.

Teorias não preveem

E houve algumas surpresas.

"Para mim, a maior surpresa foi a descoberta de muitas galáxias sem rotação do gás. Estas galáxias não são observadas no Universo próximo e nenhuma das teorias atuais prevê tais objetos," diz Benoit Epinat, outro membro da equipe.

"Também não esperávamos que tantas das galáxias jovens do levantamento tivessem os elementos mais pesados concentrados nas regiões periféricas - este fato é exatamente o contrário do observado nas galáxias atuais," acrescenta Thierry Contini.

A equipe começará agora a explorar a enorme quantidade de dados observados. Eles planejam igualmente observar as galáxias com instrumentos que serão futuramente instalados no VLT, assim como planejam utilizar o telescópio ALMA para estudar o gás frio nestas galáxias.

Olhando ainda mais longe para o futuro, o European Extremely Large Telescope estará idealmente equipado para estender este tipo de estudos a um Universo ainda mais primordial.

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