Pesquisadores usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA estudaram os poderosos ventos no centro da galáxia espiral NGC 253, que desempenham um papel crucial no ciclo de vida de estrelas e galáxias. O estudo desafia os modelos anteriores, mostrando que esses ventos não são esféricos, mas mais focados, e diminuem em densidade e temperatura com a distância do centro da galáxia.
– A NGC 253 mostra o efeito de ventos poderosos sendo lançados em direções opostas do centro da galáxia.
– Embora seja uma espiral como a Via Láctea, a NGC 253 está formando estrelas em uma taxa mais alta.
– Essas jovens estrelas massivas e suas explosões de supernova impulsionam os ventos que desempenham um papel importante no ciclo de vida das estrelas e da galáxia.
– Os pesquisadores usaram o Observatório de Raios-X Chandra da NASA (inserção) e outros telescópios para estudar o NGC 253.
Na Terra, o vento pode transportar partículas de poeira e detritos por todo o planeta, com areia do Saara acabando no Caribe ou cinzas vulcânicas da Islândia sendo depositadas na Groenlândia. O vento também pode ter um grande impacto na ecologia e no ambiente de uma galáxia, assim como na Terra, mas em escalas muito maiores e mais dramáticas.
Um novo estudo usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA mostra os efeitos de ventos poderosos lançados do centro de uma galáxia próxima, NGC 253, localizada a 11,4 milhões de anos-luz da Terra. Este vento galáctico é composto de gás com temperaturas de milhões de graus que brilha em raios-X. Uma quantidade de gás quente equivalente a cerca de dois milhões de massas terrestres se afasta do centro da galáxia a cada ano.
A NGC 253 é uma galáxia espiral, tornando-a semelhante à nossa Via Láctea. No entanto, as estrelas estão se formando em NGC 253 cerca de duas a três vezes mais rapidamente do que em nossa galáxia. Algumas dessas estrelas jovens são massivas e geram vento soprando ferozmente gás de suas superfícies. Ventos ainda mais poderosos são desencadeados quando, mais tarde em suas vidas relativamente curtas, essas estrelas explodem como supernovas e lançam ondas de material no espaço.
A NGC 253 oferece aos astrônomos um buraco de fechadura para estudar esta importante fase do ciclo de vida estelar. O material que as jovens estrelas enviam para o espaço intergaláctico através de centenas de anos-luz é enriquecido com elementos forjados em seu interior. Esses elementos, que incluem muitos responsáveis pela vida na Terra, estão presentes nas próximas gerações de estrelas e planetas.
Uma nova imagem composta de NGC 253 na inserção inclui dados do Chandra (rosa e branco) mostrando que esses ventos sopram em duas direções opostas do centro da galáxia, no canto superior direito e no canto inferior esquerdo. Também são mostrados nesta imagem dados de luz visível (ciano) e emissão de hidrogênio (laranja), ambos de um telescópio de 0,9 metros no Observatório Kitt Peak, e dados infravermelhos do Telescópio Espacial Spitzer da NASA (vermelho). Do ponto de vista da Terra, NGC 253 aparece quase de lado, como visto na imagem mais ampla no gráfico, que mostra uma imagem óptica do Observatório La Silla do Observatório Europeu do Sul no Chile.
Uma equipe liderada por Sebastian Lopez, da Ohio State University, em Columbus, Ohio, usou observações profundas do Chandra, feitas durante quatro dias, para estudar as propriedades do vento. Eles descobriram que as densidades e temperaturas do gás no vento são mais altas em regiões a menos de 800 anos-luz do centro da galáxia – e depois diminuem com a distância.
Esses resultados discordam de um modelo inicial em que os ventos das chamadas galáxias starburst como NGC 253 são esféricos. Em vez disso, trabalhos teóricos recentes preveem que um vento mais concentrado deveria ser formado por um anel de “superaglomerados de estrelas” localizado perto do centro de NGC 253. Os superaglomerados de estrelas contêm um grande número de estrelas jovens massivas.
A natureza concentrada do vento observada por Lopez e sua equipe, portanto, apóia a ideia de que os aglomerados de superestrelas são a principal fonte do vento. No entanto, não há concordância total entre a teoria e as observações, sugerindo que há física faltando na teoria.
Uma dica sobre o que está faltando vem da observação da equipe de que o vento esfria rapidamente à medida que se afasta do centro da galáxia. Isso sugere que o vento está lançando gás mais frio, fazendo com que o vento esfrie e desacelere. Esse efeito de “arado de vento” pode ser a física extra necessária para produzir uma melhor concordância entre teoria e observações.
Lopez e seus colegas também estudaram a composição do vento, incluindo como elementos como oxigênio, neon, magnésio, silício, enxofre e ferro estão espalhados pela estrutura. Eles descobriram que esses elementos se tornam muito mais diluídos mais longe do centro da galáxia. Os astrônomos não observaram uma diminuição tão rápida nas quantidades desses elementos no vento de outra galáxia bem estudada passando por uma explosão de formação estelar, M82.
Os astrônomos precisarão de observações futuras de outras galáxias com ventos para entender se essa diferença está relacionada às propriedades gerais das galáxias, como a massa total das estrelas que elas contêm.
Publicado em 01/05/2023 21h32
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