A Via Láctea nem sempre foi uma espiral – e os astrônomos podem finalmente saber por que ela “mudou de forma”
Um mistério de 100 anos em torno da natureza de “mudança de forma” de algumas galáxias foi resolvido, revelando no processo que a nossa galáxia, a Via Láctea, nem sempre possuiu a sua aparência espiral familiar.
O astrônomo Alister Graham usou observações antigas e novas para mostrar como ocorre a evolução das galáxias de uma forma para outra – um processo conhecido como especiação galáctica. A pesquisa mostra que os choques e subsequentes fusões entre galáxias são uma forma de “seleção natural” que impulsiona o processo de evolução cósmica.
Isto significa que a história de violência cósmica da Via Láctea não é exclusiva da nossa galáxia natal. Nem acabou. “É a sobrevivência do mais apto”, disse Graham em comunicado. “A astronomia tem agora uma nova sequência anatômica e, finalmente, uma sequência evolutiva na qual a especiação de galáxias ocorre através do casamento inevitável de galáxias ordenadas pela gravidade.”
As galáxias vêm em uma variedade de formas. Algumas, como a Via Láctea, são compostas por braços de estrelas bem ordenadas que giram em forma de espiral em torno de uma concentração central ou “protuberância” de corpos estelares. Outras galáxias como a Messier 87 (M87) são compostas por uma elipse de milhares de milhões de estrelas que vibram caoticamente em torno de uma concentração central desordenada.
Desde a década de 1920, os astrônomos classificaram as galáxias com base em uma sequência de anatomia galáctica variável chamada “sequência de Hubble”. Galáxias espirais como a nossa ficam em uma extremidade desta sequência, enquanto galáxias elípticas como a M87 ficam na outra. Preenchendo a lacuna entre as duas estão galáxias alongadas em forma de esfera, sem braços espirais, chamadas galáxias lenticulares.
Mas o que faltou a este sistema amplamente utilizado até agora foram os caminhos evolutivos que ligam uma forma de galáxia a outra.
Remodelando a evolução galáctica
Para desvendar caminhos evolutivos na sequência do Hubble, Graham observou 100 galáxias próximas da Via Láctea em imagens de luz óptica recolhidas pelo Telescópio Espacial Hubble e comparou-as com imagens infravermelhas do Telescópio Espacial Spitzer. Isto permitiu-lhe comparar a massa de todas as estrelas em cada galáxia com a massa dos seus buracos negros supermassivos centrais.
Isto revelou a existência de dois tipos diferentes de galáxias lenticulares em ponte: uma versão que é antiga e sem poeira, e a outra que é jovem e rica em poeira.
Quando galáxias pobres em poeira acumulam gás, poeira e outras matérias, o disco que rodeia a sua região central é rompido, com essa ruptura criando um padrão espiral que irradia dos seus corações. Isto cria braços espirais, que são regiões rotativas excessivamente densas que criam aglomerados de gás à medida que giram, provocando o colapso e a formação de estrelas.
As galáxias lenticulares ricas em poeira, por outro lado, são criadas quando galáxias espirais colidem e se fundem. Isto é indicado pelo fato de que as galáxias espirais têm um pequeno esferóide central com extensos braços espirais de estrelas, gás e poeira. Galáxias lenticulares jovens e empoeiradas têm esferóides e buracos negros notavelmente mais proeminentes do que galáxias espirais e galáxias lenticulares pobres em poeira.
O resultado surpreendente disso é a conclusão de que galáxias espirais como a Via Láctea, na verdade, ficam entre galáxias lenticulares ricas e pobres em poeira na sequência do Hubble.
“As coisas se encaixaram quando se reconheceu que as galáxias lenticulares não são a única população-ponte como eram retratadas há muito tempo”, explicou Graham. “Isto redesenha a nossa tão amada sequência de galáxias e, mais importante, vemos agora os caminhos evolutivos através de uma sequência de casamentos galácticos, ou o que as empresas podem chamar de aquisições e fusões.”
Uma história de aquisições e fusões cósmicas
Acredita-se que a história da Via Láctea seja pontuada por uma série de eventos “canibalísticos” nos quais ela devorou galáxias satélites vizinhas menores para crescer.
Esta pesquisa indica que, além disso, as “aquisições” cósmicas da nossa galáxia também incluíram a acreção de outro material e a transformação gradual de uma galáxia lenticular pobre em poeira para a galáxia espiral que conhecemos hoje.
A nossa galáxia está preparada para uma fusão dramática com a sua grande vizinha galáctica mais próxima, a galáxia de Andrómeda, entre 4 mil milhões e 6 mil milhões de anos. Esta colisão e fusão fará com que o padrão do braço espiral de ambas as galáxias seja apagado e a nova pesquisa indica que a galáxia filha criada por esta união é provavelmente uma galáxia lenticular rica em poeira que ainda possui um disco, embora sem uma estrutura espiral esculpida nele.
Se a galáxia filha Via Láctea-Andrômeda encontrar uma terceira galáxia lenticular rica em poeira e se fundir com ela, então os aspectos semelhantes a discos de ambas as galáxias também serão eliminados. Isto criaria uma galáxia de formato elíptico sem a capacidade de abrigar gás frio e nuvens de poeira.
Tal como esta nova galáxia transmitirá a história da sua evolução aos astrónomos num futuro distante, as galáxias lenticulares pobres em poeira poderão servir como registos fósseis dos processos que transformaram galáxias antigas e comuns dominadas por discos no Universo primitivo.
Isto poderia ajudar a explicar a descoberta pelo Telescópio Espacial James Webb (James Webb) de uma galáxia massiva dominada por esferóides apenas 700 milhões de anos após o Big Bang. A nova investigação poderá indicar, também, que a fusão de galáxias elípticas é um processo que poderia explicar a existência de algumas das galáxias mais massivas do Universo, que se situam no centro de aglomerados de mais de 1.000 galáxias.
Publicado em 26/08/2023 17h55
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