ALMA/ESO, NAOJ E NRAO; B. SAXTON/NRAO/AUI/NSF
Um alinhamento celestial sortudo deu aos astrônomos uma visão rara de uma galáxia no início do universo que está semeando seus arredores com os elementos necessários para forjar as gerações subsequentes de estrelas e galáxias.
Visto como era apenas 700 milhões de anos após o Big Bang, a galáxia distante tem gás fluindo sobre suas bordas. É a mais antiga galáxia conhecida, que poderia ter crescido em algo como a Via Láctea, para mostrar um comportamento tão complexo, disse o astrônomo Hollis Akins em 14 de junho durante uma entrevista coletiva na reunião da American Astronomical Society.
“Esses resultados também nos dizem que essa atividade de fluxo parece ser capaz de moldar a evolução das galáxias, mesmo nesta parte inicial do universo”, disse Akins, um estudante de pós-graduação da Universidade do Texas em Austin. Ele e seus colegas também enviaram suas descobertas em 14 de junho ao arXiv.org.
A galáxia, chamada A1689-zD1, aparece em luz ampliada por Abell 1689, um grande aglomerado de galáxias que pode dobrar e intensificar, ou lente gravitacionalmente, a luz das primeiras galáxias do universo. Comparada com outras galáxias observadas no início do universo, A1689-zD1 não produz muitas estrelas – apenas cerca de 30 sóis por ano – o que significa que a galáxia não é muito brilhante para nossos telescópios. Mas o aglomerado intermediário ampliou a luz do A1689-zD1 em quase 10 vezes.
Akins e colegas estudaram a luz com lente com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ou ALMA, uma grande rede de radiotelescópios no Chile. A equipe mapeou as intensidades de uma linha espectral específica de oxigênio, um marcador para gás ionizado quente e uma linha espectral de carbono, um marcador para gás neutro frio. O gás quente aparece onde estão as estrelas brilhantes, mas o gás frio se estende quatro vezes mais, o que a equipe não esperava.
“Tem que haver algum mecanismo [para obter] carbono no meio circungaláctico”, o espaço fora da galáxia, diz Akins.
Apenas alguns cenários poderiam explicar esse gás saindo. Talvez pequenas galáxias estejam se fundindo com A1689-zD1 e lançando gás mais longe onde esfria, disse Akins. Ou talvez o calor da formação estelar esteja empurrando o gás para fora. Este último seria uma surpresa, considerando a taxa relativamente baixa de formação de estrelas nesta galáxia. Embora os astrônomos tenham visto o fluxo de gás em outras galáxias do universo primitivo, essas galáxias estão fervilhando de atividade, incluindo a conversão de milhares de massas solares de gás em estrelas por ano.
ALMA/ESO, NAOJ E NRAO; H. AKINS/GRINNELL COLLEGE; B. SAXTON/NRAO/AUI/NSF
Os pesquisadores usaram novamente os dados do ALMA para medir os movimentos do gás neutro frio e do gás ionizado quente. O gás quente mostrou um movimento geral maior do que o gás frio, o que implica que está sendo empurrado do centro do A1689-zD1 para suas regiões externas, disse Akins na entrevista coletiva.
Apesar da taxa relativamente baixa de formação de estrelas da galáxia, Akins e seus colegas ainda pensam que as 30 massas solares de estrelas por ano aquecem o gás o suficiente para empurrá-lo para fora do centro da galáxia. As observações sugerem um fluxo de gás em massa mais ordenado, o que implica saídas, mas os pesquisadores estão analisando o movimento do gás com mais detalhes e ainda não podem descartar cenários alternativos.
Eles pensam que quando o gás quente flui, ele se expande e eventualmente esfria, disse Akins, e é por isso que eles veem o gás mais frio fluindo sobre a borda da galáxia. Esse gás rico em elementos pesados enriquece o meio circungaláctico e eventualmente será incorporado em gerações posteriores de estrelas. Devido à atração da gravidade, o gás frio, muitas vezes com menos elementos pesados, ao redor da galáxia também cai em direção ao seu centro para que A1689-zD1 possa continuar fazendo estrelas.
Essas observações de A1689-zD1 mostram que esse fluxo de gás acontece não apenas nas galáxias superbrilhantes e extremas, mas mesmo nas normais do universo primitivo. “Saber como esse ciclo está funcionando nos ajuda a entender como essas galáxias estão formando estrelas e como elas crescem”, diz o astrofísico do Caltech Andreas Faisst, que não esteve envolvido no estudo.
Os astrônomos também não terminaram de aprender sobre o A1689-zD1. “É um ótimo alvo para observações de acompanhamento”, diz Faisst. Vários dos colegas de Akins planejam fazer exatamente isso com o Telescópio Espacial James Webb.
Publicado em 27/06/2022 07h06
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