Uma equipe de marido e mulher de astrônomos da Universidade de Toledo juntou forças pela primeira vez em suas carreiras científicas durante a pandemia para desenvolver um novo método para olhar para trás no tempo e mudar a maneira como entendemos a história das galáxias.
Até agora, forjando carreiras paralelas, mas separadas, enquanto conciliava a vida doméstica e a carona para cruzar o país, o Dr. Rupali Chandar, professor de astronomia, e o Dr. JD Smith, diretor do Centro de Pesquisa Astrofísica UToledo Ritter e professor de astronomia, uniram suas áreas de perícia.
Trabalhando junto com o ex-aluno da UToledo, Dr. Adam Smercina, que se formou bacharel em física em 2015 e atualmente é um pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Washington, eles usaram o telescópio espacial Hubble da NASA para focar em uma galáxia pós-explosão estelar quase 500 milhões de anos-luz chamada S12 que se parece com uma água-viva com uma série de estrelas fluindo para fora da galáxia de um lado.
Smercina, a “cola” que uniu Smith e Chandar nessa pesquisa, trabalhou com Smith como um estudante de graduação a partir de 2012 na poeira e no gás em galáxias pós-explosão estelar.
Enquanto as galáxias espirais, como a nossa Via Láctea, continuaram a formar estrelas a uma taxa bastante estável, as galáxias pós-explosão estelar experimentaram uma intensa explosão de formação de estrelas em algum momento dos últimos meio bilhão de anos, interrompendo sua formação estelar.
A pesquisa revolucionária resultante, publicada no The Astrophysical Journal, descreve seu novo método para estabelecer a história da formação estelar de uma galáxia pós-explosão estelar usando sua população de aglomerados. A abordagem usa as estimativas de idade e massa de aglomerados estelares para determinar a força e a velocidade da explosão estelar que impediu a formação de mais estrelas na galáxia.
Usando este método, os astrônomos descobriram que S12 experimentou dois períodos de explosão estelar antes de parar de formar estrelas, não uma.
“Pós-starbursts representam uma fase da evolução da galáxia que é muito rara hoje”, disse Smith. “Achamos que quase metade de todas as galáxias passaram por esta fase em algum momento de suas vidas. Até agora, suas histórias de formação de estrelas foram determinadas quase exclusivamente a partir de modelagem detalhada de sua luz estelar composta.”
Smith estudou galáxias pós-explosão estelar por mais de uma década, e Chandar trabalha com aglomerados estelares em galáxias que são tipicamente três ou quatro vezes mais próximas do que os dados de Smith.
“Os aglomerados são como fósseis – eles podem ser datados de acordo com a idade e nos dar pistas sobre a história passada das galáxias”, disse Chandar. “Os aglomerados só podem ser detectados nessas galáxias com a visão clara do Telescópio Espacial Hubble. Nenhum aglomerado pode ser detectado mesmo nas imagens da mais alta qualidade obtidas com telescópios no solo.”
Smith liderou vários grandes projetos de comprimentos de onda múltiplos para entender melhor a história evolutiva de galáxias pós-explosão estelar. Ele descobriu, por exemplo, que o combustível bruto para a formação de estrelas – gás e poeira – ainda está presente em quantidades surpreendentes em alguns desses sistemas, incluindo S12, embora nenhuma estrela esteja sendo formada atualmente.
“Embora o estudo da luz dessas galáxias em vários comprimentos de onda tenha ajudado a estabelecer a hora em que a explosão aconteceu, não fomos capazes de determinar a força e a duração da explosão dessa formação estelar desligada”, disse Smith. “E isso é importante saber para entender melhor como essas galáxias evoluem.”
Os astrônomos usaram massas de aglomerados bem estudadas e taxas de formação de estrelas em oito galáxias próximas para desenvolver o novo método, que poderia ser aplicado para determinar as histórias recentes de formação de estrelas para uma série de sistemas pós-explosão estelar.
Os pesquisadores aplicaram sua abordagem diferente ao S-12, abreviação de SDSS 623-52051-207, uma vez que foi descoberto e catalogado no Sloan Digitized Sky Survey (SDSS).
“Deve ter tido uma das maiores taxas de formação de estrelas de qualquer galáxia que já estudamos”, disse Chandar. “S12 é a galáxia mais distante em que já trabalhei.”
O estudo indica que a formação de estrelas em S12 se desligou 70 milhões de anos atrás, depois que uma explosão curta, mas intensa, formou alguns dos aglomerados mais massivos conhecidos, com massas várias vezes maiores do que suas contrapartes de idade semelhante formando-se em galáxias em fusão ativa. O método também revelou uma explosão anterior de formação de estrelas que o método anterior de modelagem de luz estelar composta não conseguiu detectar.
“Esses resultados sugerem que a história incomum de S12 pode ser ainda mais complicada do que o esperado, com vários eventos principais se combinando para interromper totalmente a formação de estrelas”, disse Smith.
Chandar e Smith são dois dos quatro astrônomos de UToledo liderando alguns dos primeiros projetos de pesquisa do novo Telescópio Espacial James Webb da NASA com lançamento previsto para dezembro.
Publicado em 22/11/2021 08h34
Artigo original:
Estudo original: