Galáxias ultra-difusas (UDGs) têm luminosidades muito baixas, comparativamente poucas estrelas e pouca atividade de formação de estrelas em comparação com galáxias normais de tamanhos semelhantes. Comumente encontrados em aglomerados de galáxias, os UDGs vêm em uma ampla gama de tamanhos e formas, muitos deles sendo redondos e lisos como galáxias elípticas anãs, outros exibindo formas distorcidas por terem sofrido interrupções de maré; alguns com massas totais de até cem bilhões de massas solares. Além de interessantes por si mesmas, essas galáxias são importantes para os astrônomos porque suas estruturas difusas são valiosas em modelos que tentam recuperar informações sobre os halos de matéria escura que ajudam a mantê-los autocontidos; na verdade, acredita-se que a maior parte de sua massa esteja na forma de matéria escura.
A origem e evolução dos UDGs são mal compreendidas. Eles às vezes se assemelham a galáxias elípticas anãs – galáxias elípticas pequenas e fracas que podem ter se formado no início da história cósmica, mas (ao contrário de outras galáxias) não se fundiram em sistemas maiores – sugerindo que alguns UDGs têm raízes primordiais. As supernovas de uma fase inicial de formação de estrelas podem tê-las inflado de tamanhos de galáxias anãs e inibido a formação de estrelas adicionais (alguns astrônomos pensam que UDGs são “galáxias falhadas”), mas as interações de maré também podem ter desempenhado um papel semelhante, ou então os UDGs podem ter resultou de propriedades iniciais peculiares. Os astrônomos do CfA Igor Chilingarian, Dan Fabricant e Sean Moran e seus colegas usaram o instrumento Binospec no MMT para estudar galáxias difusas fracas em Coma e Abell 2147 aglomerados de galáxias. Eles escolheram onze objetos difusos de baixa luminosidade com pouca formação estelar e com estrelas com idade média de 1,5 bilhão de anos – relativamente jovens, o que significa que essas galáxias estão em uma fase pós-explosão estelar. Todos os objetos também sofreram encontros recentes com outra galáxia e caudas de pressão ram do hospedeiro com sinais de alguma formação estelar recente.
Os profundos espectros ópticos dessas galáxias pós-explosão estelar permitiram aos astrônomos modelar a história estelar de cada objeto e modelar sua cinemática. Os espectros revelaram a presença de discos estelares rotativos que se infere serem compostos de até 95% de matéria escura. Os cientistas propõem um cenário no qual essas galáxias se formaram e começaram a fazer estrelas há cerca de 12 bilhões de anos. Então, entre cerca de duzentos milhões a um bilhão de anos atrás, explosões de formação de estrelas desencadeadas por pressão ram de encontros com outras galáxias em seus aglomerados desligaram a maior parte da formação de estrelas. Todos os onze objetos aparentemente formados da mesma maneira. O fato de que o tamanho da amostra da galáxia é estatisticamente significativo, pelo menos para os aglomerados estudados, permitiu à equipe concluir que os processos de pressão ram levaram as galáxias a inchar, tornando-se UDGs, e que cerca de metade de todos os UDGs hoje provavelmente surgiram de processos semelhantes de remoção de ram.
Publicado em 07/11/2021 17h19
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