Nota de Imprensa

Da formação estelar explosiva a corrente de material ejectado

ALMA fornece novas pistas sobre o mistério das galáxias de massa extremamente elevada desaparecidas

24 de Julho de 2013

Novas observações obtidas com o telescópio ALMA no Chile, forneceram aos astrónomos a melhor pista de sempre sobre como é que a formação estelar vigorosa pode ejectar gás de uma galáxia, fazendo com que futuras gerações de estrelas não tenham combustível suficiente para se formar e crescer. As imagens mostram enormes correntes de gás molecular a serem ejectadas por regiões de formação estelar na galáxia vizinha do Escultor. Estes novos resultados ajudam a explicar a estranha escassez de galáxias de massa extremamente elevada no Universo. Este estudo é publicado na revista Nature a 25 de julho de 2013.

As galáxias - sistemas como a nossa Via Láctea que contém até centenas de milhares de milhões de estrelas - são os blocos constituintes do cosmos. Um objectivo ambicioso da astronomia moderna é compreender o modo como as galáxias crescem e evoluem, sendo que a formação estelar é uma questão fundamental neste processo: o que é que determina o número de novas estrelas que se irão formar numa galáxia?

A Galáxia do Escultor, também conhecida como NGC 253, é uma galáxia em espiral situada na constelação austral do Escultor. A uma distância de cerca de 11,5 milhões de anos-luz de distância do Sistema Solar, é uma das nossas vizinhas galácticas mais próxima, e a galáxia com formação estelar explosiva [1] mais próxima de nós visível no hemisfério sul. Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrónomos descobriram colunas imensas de gás frio e denso a serem ejectadas a partir do centro do disco galáctico.

“Com a magnifica resolução e sensibilidade do ALMA, podemos ver claramente pela primeira vez concentrações maciças de gás frio a serem ejectadas por conchas em expansão com pressão extremamente elevada, criadas por estrelas jovens,“ diz Alberto Bolatto da Universidade de Maryland, EUA, autor principal do artigo científico que descreve estes resultados. “A quantidade de gás que medimos dá-nos uma evidência clara de que algumas galáxias em crescimento cospem mais gás do que o que ingerem. Podemos estar a ver um exemplo actual de uma ocorrência bastante comum no Universo primordial.”

Estes resultados podem ajudar a explicar porque é que os astrónomos encontraram muito poucas galáxias de massa elevada no cosmos. Modelos de computador mostram que as galáxias mais velhas, vermelhas, deveriam ter consideravelmente mais massa e um maior número de estrelas do que o que se observa actualmente. Parece que os ventos galácticos ou as correntes de gás ejectado são tão fortes que privam a galáxia do combustível necessário à formação da nova geração de estrelas [2].

“Estes jactos traçam um arco que está quase perfeitamente alinhado com os extremos da corrente de gás ionizado observada anteriormente,” nota Fabian Walter, investigador principal no Instituto Max Planck de Astronomia, Heidelberg, Alemanha, e co-autor do artigo. “Estamos a ver uma evolução passo a passo que nos leva desde da formação estelar explosiva às correntes de matéria ejectada.”

Os investigadores determinaram que enormes quantidades de gás molecular - quase dez vezes a massa do nosso Sol e possivelmente muito mais - estão a ser ejectadas pela galáxia, por ano, a velocidades entre 150 mil a quase um milhão de quilómetros por hora [3]. A quantidade total de gás ejectada seria maior do que a quantidade de gás que teria sido usada para efectivamente formar as estrelas da galáxia, nessa altura. A esta taxa, a galáxia poderia ficar sem gás em tão pouco tempo como uns 60 milhões de anos.

“Para mim este é um exemplo claro de como os novos instrumentos moldam o futuro da astronomia. Estamos a estudar esta região de formação estelar explosiva na NGC 253, e outras galáxias próximas do mesmo tipo, há quase dez anos. Mas antes do ALMA não tínhamos hipótese de ver tais detalhes, “ diz Walter. O estudo utilizou uma configuração inicial do ALMA com apenas 16 antenas. “É bastante excitante pensar no que o ALMA completo com as 66 antenas nos mostrará para este tipo de jactos!” acrescenta Walter.

Mais estudos que utilizarão a rede completa do ALMA ajudarão a determinar o destino final do gás que está a ser levado pelo vento, o que revelará se estes ventos originados pela formação estelar explosiva estão a reciclar o material que serve para formar estrelas ou se o estão efectivamente a remover da galáxia.

Notas

[1] As galáxias com formação estelar explosiva produzem estrelas a uma taxa extremamente elevada. Como a NGC 253 é um destes objectos extremos mais próximo de nós, torna-se um alvo ideal para estudar o efeito de uma tal formação estelar na galáxia que a alberga.

[2] Observações anteriores mostraram jactos de gás, mais quentes mas menos densos, a serem lançados das regiões de formação estelar da NGC 253, no entanto, por si só este facto teria pouco, se algum, impacto no destino da galáxia e na sua capacidade de formar gerações futuras de estrelas. Estes novos dados ALMA mostram que gás molecular muito mais denso está a receber um empurrão inicial da formação de novas estrelas, acabando depois por ser varrido ao mesmo tempo que o gás mais quente e menos denso, que se encontra a caminho do halo galáctico.

[3] Embora as velocidades sejam elevadas, podem no entanto não ser suficientemente elevadas para que o gás seja ejectado da galáxia. Poderia, em vez disso, ficar preso no halo galáctico durante muitos milhões de anos, caindo depois eventualmente de volta ao disco e originando assim novos episódios de formação estelar.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico “The Starburst-Driven Molecular Wind in NGC 253 and the Suppression of Star Formation”, de Alberto Bolatto et al., que será publicado na revista Nature a 25 de julho de 2013.

A equipa é composta por A. D. Bolatto (Department of Astronomy, Laboratory for Millimeter-wave Astronomy e Joint Space Institute, University of Maryland, EUA), S. R. Warren (University of Maryland), A. K. Leroy (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, EUA), F. Walter (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Alemanha), S. Veilleux (University of Maryland), E. C. Ostriker (Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, EUA), J. Ott (National Radio Astronomy Observatory, New Mexico, EUA), M. Zwaan (Observatório Europeu do Sul, Garching, Alemanha), D. B. Fisher (University of Maryland), A. Weiss (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bona, Alemanha), E. Rosolowsky (Department of Physics, University of Alberta, Canadá) e J. Hodge (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Alemanha).

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1334, 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.