Algo está a matar galáxias no Universo (e não se sabe o que é)

Hubble / NASA / ESA

Nas regiões mais extremas do Universo, galáxias estão a ser assassinadas. As suas formações estelares estão a ser desligadas e os astrónomos não sabem porquê.

O primeiro grande projeto liderado pelo Canadá em um dos principais telescópios do mundo quer descobrir. O novo programa – VERTICO – está a investigar, em detalhes brilhantes, a forma como as galáxias são mortas pelo meio ambiente.

Toby Brown é o principal investigador da VERTICO e lidera a equipa de 30 especialistas que usam o Atacama Large Millimeter Array (ALMA) para mapear o gás molecular de hidrogénio, o combustível do qual novas estrelas são produzidas, em alta resolução em 51 galáxias no nosso aglomerado de galáxias mais próximo, chamado Virgo Cluster.

Comissionado em 2013 a um custo de 1,27 mil milhões de euros, o ALMA é uma variedade de antenas de rádio conectadas a uma altitude de cinco mil metros no deserto de Atacama, no norte do Chile. É uma parceria internacional entre Europa, Estados Unidos, Canadá, Japão, Coréia do Sul, Taiwan e Chile.

O maior projeto astronómico terrestre existente, o ALMA é o telescópio milimétrico de comprimento de onda mais avançado já construído e ideal para estudar as nuvens de denso gás frio das quais se formam novas estrelas, que não podem ser vistas usando luz visível. Grandes programas de pesquisa do ALMA, como o VERTICO, são projetados para abordar questões científicas estratégicas que levarão a um grande avanço ou avanço no campo.

Os sítio onde as galáxias vivem no universo e como interagem com o ambiente (o meio intergaláctico que as cerca) e entre si são importantes influências na capacidade de formar estrelas. Mas precisamente como esse chamado ambiente dita a vida e a morte das galáxias permanece um mistério.

Os aglomerados de galáxias são os ambientes mais massivos e extremos do universo, contendo muitas centenas ou até milhares de galáxias. De acordo com o The Conversation, onde há massa, há gravidade e as enormes forças gravitacionais presentes nos aglomerados aceleram as galáxias a grandes velocidades, geralmente milhares de quilómetros por segundo, e superaquecem o plasma entre as galáxias a temperaturas tão altas que brilham com raios-X luz

No interior denso e inóspito desses aglomerados, as galáxias interagem fortemente com o ambiente e entre si. São essas interações que as podem matar ou extinguir a sua formação estelar. Compreender que mecanismos de extinção impedem a formação de estrelas e como o fazem é o foco principal da pesquisa da colaboração da VERTICO.

À medida que as galáxias caem através de aglomerados, o plasma intergalático pode remover rapidamente os seus gases num processo violento chamado extração de pressão de carneiro. Quando se remove o combustível para a formação de estrelas, efetivamente mata-se a galáxia, transformando-a num objeto morto no qual não é formada nenhuma nova estrela.

Além disso, a alta temperatura dos aglomerados pode parar o arrefecimento de gás quente e a condensação nas galáxias. Nesse caso, o gás na galáxia não é removido ativamente pelo meio ambiente, mas é consumido à medida que forma estrelas. Este processo leva a um desligamento lento e inexorável da formação estelar, conhecida, de maneira mórbida, como fome ou estrangulamento.

Embora estes processos variem consideravelmente, cada um deles deixa uma impressão única e identificável no gás formador de estrelas da galáxia. Reunir estas impressões para formar uma imagem de como os aglomerados geram mudanças nas galáxias é um dos principais focos da colaboração da VERTICO. Com base em décadas de trabalho para fornecer informações sobre como o ambiente impulsiona a evolução das galáxias, pretendemos adicionar uma nova peça crítica do quebra-cabeça.

O Cluster de Virgem é o local ideal para um estudo detalhado do meio ambiente. É o aglomerado de galáxias massivo mais próximo e está em processo de formação, o que significa que podemos obter um instantâneo de galáxias em diferentes estágios dos seus ciclos de vida. Isto permite-nos construir uma imagem detalhada de como a formação de estrelas é interrompida nos aglomerados de galáxias.

As galáxias no aglomerado de Virgem foram observadas em quase todos os comprimentos de onda no espetro eletromagnético (por exemplo, rádio, luz óptica e ultravioleta), mas as observações do gás formador de estrela (feito em comprimentos de onda milimétricos) com a sensibilidade e resolução necessárias ainda não existe.

A VERTICO vai fornecer mapas de alta resolução de gás hidrogénio molecular – o combustível bruto para a formação de estrelas – para 51 galáxias. Com os dados do ALMA para essa grande amostra de galáxias, será possível revelar exatamente que mecanismos de extinção, redução da pressão do aríete ou inanição estão a matar galáxias em ambientes extremos.

Ao mapear o gás formador de estrelas nas galáxias, que são os exemplos de armas fumegantes de extinção por meio do ambiente, a VERTICO avançará a nossa compreensão atual sobre como as galáxias evoluem nas regiões mais densas do Universo.