Estudo gigante confirma que a Via Láctea é realmente uma galáxia incomum: WebCuriosos
Os astrônomos costumam usar a Via Láctea como padrão para estudar como as galáxias se formam e evoluem. Como estamos dentro dele, os astrônomos podem estudá-lo detalhadamente com telescópios avançados.
Ao examiná-la em diferentes comprimentos de onda, os astrónomos e astrofísicos podem compreender a sua população estelar, a dinâmica dos seus gases e as suas outras características com muito mais detalhe do que as galáxias distantes.
No entanto, uma nova pesquisa que examina 101 parentes da Via Láctea mostra como ela difere deles.
Uma maneira poderosa de compreender as coisas é compará-las e contrastá-las com outras da turma, uma técnica que aprendemos na escola. As pesquisas são uma ferramenta eficaz para comparar e contrastar coisas, e as pesquisas astronômicas contribuíram com uma enorme quantidade de dados fundamentais para esse esforço.
O Pesquisa Digital do Céu Sloan (SDSS), o Pesquisa All Sky de dois mícrons (2MASS), e o Missão Gaia da ESA são todos exemplos proeminentes.
O Satélites em torno de análogos galácticos (SAGA) Survey é outra, e sua terceira divulgação de dados apresenta três novos estudos.
Os estudos são todos baseados em 101 galáxias semelhantes em massa à Via Láctea, e cada estudo aborda um aspecto diferente da comparação dessas galáxias com a nossa.
A pesquisa mostra que as galáxias se formam dentro de halos gigantescos de matéria escura, a substância indescritível que não interage com a luz. 85% da matéria do Universo é matéria escura misteriosa, enquanto apenas 15% é matéria normal ou bariônica, o tipo que constitui planetas, estrelas e galáxias.
Embora não possamos ver estes halos enormes, os astrónomos podem observar os seus efeitos. Sua gravidade une o normal para criar galáxias e estrelas.
O SAGA visa compreender como funcionam os halos de matéria escura. Ele examina galáxias satélites de baixa massa em torno de galáxias semelhantes em massa à Via Láctea.
Estes satélites podem ser capturados e atraídos para os halos de matéria escura de galáxias maiores. A SAGA encontrou várias centenas dessas galáxias satélites orbitando 101 galáxias com a massa da Via Láctea.
“A Via Láctea tem sido um laboratório de física incrível, inclusive para a física da formação de galáxias e a física da matéria escura”, disse Risa Wechsler, professora de Humanidades e Ciências e professora de física na Escola de Humanidades e Ciências. Wechsler também é cofundador da SAGA Survey.
“Mas a Via Láctea é apenas um sistema e pode não ser típica de como outras galáxias se formaram. É por isso que é fundamental encontrar galáxias semelhantes e compará-las.”
A comparação entre a Via Láctea e as outras 101 revelou algumas diferenças significativas.
“Os nossos resultados mostram que não podemos restringir os modelos de formação de galáxias apenas à Via Láctea,” disse Wechsler, que também é professor de física de partículas e astrofísica no Laboratório Nacional do Acelerador SLAC.
“Temos que observar a distribuição completa de galáxias semelhantes em todo o universo.”
A terceira divulgação de dados do SAGA Survey inclui 378 satélites encontrados em sistemas de massa de 101 MW, e o primeiro artigo concentra-se nos satélites.
Somente uma busca minuciosa foi capaz de descobri-los. Quatro delas pertencem à Via Láctea, incluindo as conhecidas Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães.
“Há uma razão pela qual ninguém nunca tentou isso antes”, disse Wechsler. “É um projeto realmente ambicioso. Tivemos que usar técnicas inteligentes para separar aquelas 378 galáxias em órbita de milhares de objetos no fundo. É um verdadeiro problema de agulha no palheiro.”
A SAGA descobriu que o número de satélites por galáxia varia de zero a 13. De acordo com o primeiro artigo, a massa do satélite mais massivo é um forte preditor da abundância de satélites.
“Um terço dos sistemas SAGA contém satélites de massa LMC e tendem a ter mais satélites do que MW”, afirma o jornal. A Via Láctea é uma exceção nesse aspecto, o que é um dos motivos pelos quais é atípica.
O segundo estudo centra-se na formação de estrelas nos satélites. A taxa de formação estelar (SFR) é uma métrica importante na compreensão da evolução das galáxias.
A investigação mostra que a formação estelar ainda está ativa nas galáxias satélites, mas quanto mais próximas estão do hospedeiro, mais lento é o seu SFR. É possível que a maior atração do halo de matéria escura perto da galáxia esteja extinguindo a formação de estrelas?
“Os nossos resultados sugerem que os satélites de menor massa e os satélites dentro de 100 kpc são extintos de forma mais eficiente num ambiente semelhante ao da Via Láctea, com estes processos a agirem suficientemente lentamente para preservar uma população de satélites de formação estelar em todas as massas estelares e raios projetados.” o segundo artigo afirma.
No entanto, nos satélites da Via Láctea, apenas as Nuvens de Magalhães ainda estão a formar estrelas, com a distância radial a desempenhar um papel.
“Agora temos um quebra-cabeça”, disse Wechsler.
“O que na Via Láctea fez com que esses pequenos satélites de menor massa tivessem sua formação estelar extinta? Talvez, ao contrário de uma galáxia hospedeira típica, a Via Láctea tenha uma combinação única de satélites mais antigos que cessaram a formação de estrelas e satélites mais novos e ativos – a GNM e a SMC – que só recentemente caíram no halo de matéria escura da Via Láctea.”
Esta é outra razão pela qual a nossa galáxia é atípica.
E quanto aos halos menores de matéria escura ao redor das galáxias satélites? Qual o papel que eles desempenham?
“Para mim, a fronteira é descobrir o que a matéria escura está fazendo em escalas menores que a Via Láctea, como acontece com os halos menores de matéria escura que cercam esses pequenos satélites”, disse Wechsler.
O terceiro artigo compara o terceiro lançamento de dados da SAGA com simulações de computador. Os autores desenvolveram um novo modelo para extinção em galáxias com menos ou igual a 109 massas solares.
O seu modelo é limitado pelos dados SAGA sobre as 101 galáxias, e os investigadores compararam-no então com galáxias de campo isoladas do Sloan Digital Sky Survey.
O modelo reproduziu com sucesso a função da massa estelar dos satélites, seus SFRs médios e as frações extintas nos satélites. Também manteve o SFR em galáxias satélites mais isoladas e observou uma extinção melhorada em satélites mais próximos.
O modelo precisa de mais testes com observações, e os autores apontam que os levantamentos espectroscópicos são o próximo passo lógico.
Esperamos que essas pesquisas possam responder a perguntas sobre o papel que o feedback interno desempenha nos satélites de menor massa, sobre a sua massa e acumulação de gás e a influência que a matéria escura tem sobre eles, bem como sobre os processos de gás específicos dos satélites.
“SAGA fornece uma referência para avançar a nossa compreensão do universo através do estudo detalhado de galáxias satélites em sistemas além da Via Láctea”, disse Wechsler.
“Embora tenhamos concluído o nosso objetivo inicial de mapear satélites brilhantes em 101 galáxias hospedeiras, ainda há muito trabalho a fazer.”
Este artigo foi publicado originalmente por Universo hoje. Leia o artigo original.