Nota de Imprensa

Crescimento Lento de Galáxias

13 de Outubro de 2010

Novas Observações do Very Large Telescope do ESO forneceram, pela primeira vez, provas directas de que as galáxias jovens podem crescer ao incorporarem gás frio que se encontra ao seu redor, utilizando-o como combustível na formação de muitas estrelas novas. Nos primeiros milhares de milhões de anos depois do Big Bang a massa das galáxias típicas aumentou dramaticamente e compreender porque é que isto aconteceu é um dos actuais problemas da astrofísica moderna. Os resultados saem no número desta semana da revista Nature.

As primeiras galáxias formaram-se quando o Universo tinha menos de um milhar de milhões de anos de idade e era muito mais pequeno do que os sistemas gigantes - incluindo a Via Láctea - que observamos actualmente. Por isso, o tamanho da galáxia média aumentou à medida que o Universo se desenvolveu. As galáxias colidem com alguma regularidade e desse processo resulta a fusão que origina sistemas maiores. Este é, portanto, um mecanismo importante no crescimento das galáxias. No entanto, um modo de crescimento adicional mais suave foi proposto.

Uma equipa de astrónomos europeus utilizou o Very Large Telescope do ESO para testar uma ideia inovadora - a de que galáxias jovens cresceram ao incorporarem correntes frias de gás de hidrogénio e hélio que enchiam o Universo primordial, formando novas estrelas a partir desse material primitivo. Tal como uma empresa comercial pode expandir-se juntando-se a outras companhias ou contratando mais pessoal, também as galáxias jovens poderiam crescer de dois modos diferentes - ou fusionando-se com outras galáxias ou incorporando matéria.

O líder da equipa, Giovanni Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri) comenta: “Os novos resultados obtidos com o VLT são a primeira evidência directa de que a adição de gás primordial aconteceu realmente e foi suficiente para dar início a formação estelar vigorosa que, por sua vez, originou o crescimento de galáxias de grande massa no Universo jovem.” A descoberta irá ter certamente um grande impacto na nossa compreensão da evolução do Universo desde o Big Bang até ao presente. As teorias de formação e evolução galáctica poderão ter que ser revistas.

O grupo começou por seleccionar três galáxias muito distantes no intuito de tentar encontrar evidências do fluxo de gás primordial vindo do espaço circundante e da formação de estrelas novas a ele associadas. Houve o cuidado de escolher galáxias que não tivessem sido perturbadas por interacções com outras galáxias. As galáxias escolhidas são discos em rotação muito regulares, semelhantes à Via Láctea, e foram observadas a cerca de dois mil milhões de anos depois do Big Bang (o que corresponde a um desvio para o vermelho da ordem de três).

Nas galáxias do Universo actual, os elementos pesados [1] são mais abundantes perto do centro. Mas quando a equipa de Cresci mapeou as galáxias distantes seleccionadas, com o espectrógrafo SINFONI montado no VLT [2], verificou com entusiasmo que, nos três casos, existia uma zona na galáxia, próxima do centro, com menos elementos pesados, mas que albergava formação estelar intensa, sugerindo assim que o material que origina esta formação estelar estará a vir do gás primordial circundante que é pobre em elementos pesados. Esta foi a melhor prova até agora da existência de galáxias jovens incorporando gás primordial e utilizando-o para formar novas gerações de estrelas.

Tal como Cresci conclui: “Este estudo apenas foi possível graças ao excelente desempenho do instrumento SINFONI montado no VLT, o qual abriu uma nova janela no estudo das propriedades químicas de galáxias muito distantes. SINFONI fornece informação não apenas em duas dimensões espaciais, mas também numa terceira dimensão espectral, a qual permite observar os movimentos internos das galáxias e estudar a composição química do gás interestelar.

Notas

[1] O gás presente no Universo primordial era quase todo hidrogénio e hélio. As primeiras gerações de estrelas processaram este material primitivo criando elementos mais pesados tais como o oxigénio, o azoto e o carbono, através de fusão nuclear. Quando este novo material foi, por sua vez, lançado de novo para o espaço por meio de ventos intensos de partículas vindos de estrelas jovens de grande massa e explosões de supernovas, a quantidade de elementos pesados na galáxia aumentou gradualmente. Os astrónomos referem-se aos elementos diferentes do hidrogénio e hélio como “elementos pesados”.

[2] Ao separar cuidadosamente a radiação ténue que vem duma galáxia nos seus diversos componentes em função da cor, utilizando telescópios potentes e espectrógrafos, os astrónomos conseguem identificar as impressões digitais dos diferentes elementos químicos em galáxias distantes e medir a quantidade de elementos pesados aí presentes. Com o instrumento SINFONI montado no VLT os astrónomos podem obter um espectro individual para cada região dum objecto, o que permite fazer um mapa que mostra a quantidade de elementos pesados presentes em diferentes zonas de uma galáxia, ao mesmo tempo que se pode determinar onde é que a formação estelar se está a processar mais intensamente.

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado num artigo científico “Gas accretion in distant galaxies as the origin of chemical abundance gradients”, por Cresci et al., que sairá no número da revista Nature de 14 de Outubro de 2010.

A equipa é composta por G. Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itália), F. Mannucci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itália), R. Maiolino (INAF, Osservatorio Astronomico di Roma, Itália), A. Marconi (Universitá di Firenze, Itália), A. Gnerucci (Universitá di Firenze, Itália) e L. Magrini (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itália).

O ESO, o Observatório Europeu do Sul, é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 14 países: Áustria, Alemanha, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Itália, Holanda, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico, no visível, mais avançado do mundo e o VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 42 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

Links

• Artigo científico na Nature

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1040, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.