Via Láctea pode estar catapultando estrelas para seu halo externo

Esta não é uma galáxia real. Em vez disso, faz parte de uma simulação de computador superpoderosa de nossa própria galáxia, a Via Láctea. Nesta imagem simulada, o “braço” que você vê se estendendo para fora do centro abrange mais de 200.000 anos-luz. Isso é mais amplo que a própria Via Láctea! A estrutura mostra as plumas proeminentes de jovens estrelas azuis, nascidas em gás que foi expelido por explosões de supernovas. Consulte Mais informação. Imagem via Sijie Yu / UCI.

Cientistas usaram simulações de computador para aprender que nossa galáxia da Via Láctea às vezes pode lançar estrelas recém-formadas no espaço ao seu redor – isto é, no halo da nossa galáxia – através de saídas provocadas por explosões de supernovas.

Embora poderosa, a Via Láctea e galáxias de massa semelhante não deixam de ter cicatrizes que registram histórias turbulentas.

É o que dizem cientistas da Universidade da Califórnia, Irvine, que usaram simulações de computador “hiper-realistas e cosmologicamente autoconsistentes” geradas por meio da colaboração FIRE-2 (FIRE significa Feedback em ambientes realísticos) para modelar a rotação da galáxia na Via Láctea no decorrer do tempo. Dessa forma, eles aprenderam que nossa galáxia às vezes pode lançar estrelas recém-formadas no espaço ao seu redor – isto é, no halo de nossa galáxia – através de saídas provocadas por explosões de supernovas.

O físico da UC Irvine, Sijie Yu, é o principal autor deste novo estudo, publicado em março de 2020 nas Notícias mensais da Royal Astronomical Society. Yu disse que as descobertas foram possíveis em parte pela disponibilidade de um novo e poderoso conjunto de ferramentas de computação. Ela disse em um comunicado:

As simulações do FIRE-2 nos permitem gerar filmes que fazem parecer que você está observando uma galáxia real.

Eles nos mostram que, à medida que o centro da galáxia está girando, uma bolha impulsionada por supernovas [s] está se desenvolvendo, com estrelas se formando em sua borda. Parece que as estrelas estão sendo expulsas do centro.

Visualização de um dos eventos de saída descobertos em uma das simulações do FIRE-2. À esquerda está o filme simulado à luz das estrelas, que consiste em imagens simuladas do tipo Telescópio Espacial Hubble (o azul mostra locais de formação de estrelas jovens, mostra vermelho / marrom onde a poeira obscureceu a luz das estrelas). O caminho certo mostra a distribuição de gás. Essas imagens de gás são um composto de três cores simulado que mostra o gás neutro frio.

James Bullock, da UC Irvine, é coautor do estudo. Ele comentou:

Essas simulações numéricas altamente precisas nos mostraram que é provável que a Via Láctea esteja lançando estrelas no espaço circigalático em saídas provocadas por explosões de supernovas. É fascinante, porque quando várias grandes estrelas morrem, a energia resultante pode expelir gás da galáxia, que por sua vez esfria, fazendo nascer novas estrelas.

A declaração explicou:

Os astrônomos há muito assumem que as galáxias são montadas no decorrer de longos períodos de tempo, à medida que grupos menores de estrelas entram e são desmembrados pelo corpo maior, um processo que ejeta algumas estrelas em órbitas distantes. Mas a equipe da UCI propõe o ‘feedback da supernova’ como uma fonte diferente para até 40% dessas estrelas do halo externo.

Uma galáxia espiral típica, como a Via Láctea, tem um halo estelar fraco e estendido. O novo estudo do FIRE-2 propõe que os fluxos de saída das regiões mais centrais da galáxia – desencadeados por explosões de supernovas – são responsáveis por 40% das estrelas do halo externo. Imagem via COSMOS.

Bullock disse que não esperava ver esse arranjo, porque as estrelas são “bolas apertadas e incrivelmente densas” que, segundo ele, geralmente não estão sujeitas a serem movidas em relação ao fundo do espaço:

Em vez disso, o que estamos testemunhando é o gás sendo empurrado, e esse gás esfria e faz estrelas saírem.

Os pesquisadores disseram que, embora suas conclusões tenham sido tiradas de simulações de galáxias se formando, crescendo e evoluindo até os dias atuais, na verdade há uma boa quantidade de evidência observacional de que as estrelas estão se formando em fluxos de saída de centros galácticos para seus halos. Yu disse:

Em gráficos que comparam dados da missão Gaia da Agência Espacial Européia – que fornece um gráfico de velocidade tridimensional de estrelas na Via Láctea – com outros mapas que mostram densidade estelar e metalicidade, podemos ver estruturas semelhantes às produzidas pelas estrelas de saída em nossas simulações.

Bullock acrescentou que estrelas maduras, pesadas e ricas em metal, como o nosso sol, giram em torno do centro da galáxia a uma velocidade e trajetória previsíveis. Mas as estrelas de baixa metalicidade, que foram submetidas a menos gerações de fusão que o nosso Sol, podem ser vistas girando na direção oposta.

Ele disse que, durante a vida útil de uma galáxia, o número de estrelas produzidas nas saídas de bolhas de supernova é pequeno, cerca de 2%. Mas as coisas mudam quando a galáxia está passando por eventos de explosão estelar, ou seja, eventos em que a galáxia começa a sofrer taxas furiosas de formação de estrelas. Yu adicionou:

Atualmente, existem alguns projetos que examinam galáxias que são consideradas muito ‘estelares’. Algumas das estrelas nessas observações também parecem suspeitas como sendo expulsas do centro.

Esta imagem simulada do Telescópio Espacial Hubble mostra como a formação de estrelas acontece nas bordas de uma bolha de supernova. A parte destacada em rosa mostra a região do nascimento estelar. Áreas sombreadas em azul mostram estrelas jovens; vermelho / marrom mostra onde a poeira obscureceu a luz das estrelas. A simulação mostra claramente onde os reservatórios de vazão estelar estão sendo gerados. Imagem via Sijie Yu / UCI.

Conclusão: Os cientistas usaram simulações de computador da colaboração FIRE-2 para aprender que nossa galáxia Via Láctea às vezes pode lançar estrelas recém-formadas no espaço ao seu redor – isto é, no halo de nossa galáxia – através de saídas provocadas por explosões de supernovas.


Publicado em 03/05/2020 14h37

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