Galáxias, as cidades cósmicas do universo, explicadas por um astrofísico

A galáxia espiral M81 está localizada a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância da Terra. (Crédito da imagem: raio-X: NASA / CXC / SAO; óptico: Detlef Hartmann; infravermelho: NASA / JPL-Caltech)

As galáxias vêm em três sabores.

Galáxias são cidades cintilantes, metrópoles massivas cheias de estrelas, poeira, gás, buracos negros, campos magnéticos, raios cósmicos, matéria escura e muito mais. Separadas por milhões de anos-luz de essencialmente nada, as galáxias estão incrivelmente isoladas, cada uma uma ilha.

Os astrônomos identificaram três tipos de galáxias: espirais, elípticas e irregulares, e as diferenças entre esses tipos de galáxias revelam suas histórias complicadas.



As lindas:

Se você deixasse uma galáxia em grande parte deixada sozinha, sujeita apenas à fusão menor ocasional (ou mais precisamente, ao consumo) de uma galáxia anã, ela desenvolveria naturalmente um conjunto de belos braços espirais.

Esses braços espirais são criados por ondas de densidade que se propagam pelo disco da galáxia, girando e se sobrepondo. Essas ondas vêm de fontes como galáxias próximas, o lanche galáctico ocasional e até mesmo cadeias de explosões de supernovas.

Apesar da aparência ousada dos braços espirais, essas estruturas não são muito mais densas do que a média galáctica, apenas cerca de 10% ou mais. Mas essa densidade ligeiramente mais alta causa um congestionamento estelar, iniciando a formação de novos lotes de estrelas. Essencialmente, os braços espirais são os locais de formação estelar ativa dentro das galáxias espirais.

Em regiões de formação de estrelas, todos os tipos de estrelas podem se formar. Grandes, brilhantes e azuis. Brancos médios. Pequenos, esmaecidos e vermelhos. Mas, a milhões de anos-luz de distância, nossos olhos e telescópios identificam os mais brilhantes com mais facilidade, fazendo com que os braços se destaquem visualmente muito mais do que apenas sua densidade resultaria.

As achatadas:

A chave para belos braços espirais em uma galáxia é o ocasional encontro gravitacional ou perturbação – ênfase na palavra “ocasional”. Se uma galáxia sofrer muitas colisões ou apenas uma grande, a turbulência pode desfigurar permanentemente uma galáxia, roubando-lhe para sempre a chance de ser bela.

O problema é o próprio evento de fusão. Quando as galáxias colidem, as próprias estrelas não se chocam realmente – há muito espaço vazio para que isso aconteça. Mas todas essas interações gravitacionais extras, mais uma dose saudável de nuvens de gás passando muito perto umas das outras, deram início a uma rodada de formação de estrelas de alta intensidade. No meio de um evento de fusão, que pode levar centenas de milhões de anos para ser concluído, a taxa de formação de estrelas pode disparar para dezenas ou mesmo centenas de vezes mais alta do que o normal.

A galáxia elíptica NGC 3610 é cercada por uma série de outras galáxias de formas variadas. (Crédito da imagem: ESA / Hubble & NASA, reconhecimento: Judy Schmidt)

Por um tempo, tudo é espetacular. Resplandecente com estrelas recém-cunhadas, a galáxia brilha mais intensamente do que antes. Infelizmente, não vai durar. Todas essas novas estrelas têm um preço: ao usar tanto material de formação de estrelas tão rapidamente, a galáxia pós-fusão para de fazer estrelas mais cedo. Em apenas algumas centenas de milhões de anos, todas as estrelas massivas formadas durante o evento de fusão morrem e desaparecem, sem novas estrelas para substituí-las.

O resultado é um aglomerado gigante de estrelas vermelhas e turvas. Os antes belos braços espirais estão em frangalhos e a galáxia deformada. Com tempo suficiente, a agora gigante galáxia assume uma forma elíptica, mas apesar de seu grande tamanho permanece relativamente fraca, agarrando-se a uma existência triste e destruída por bilhões de anos.

As feias:

Embora a maioria das galáxias em nosso universo sejam belas, grandes espirais ou gigantes, elípticas enfadonhas, existem muitos excêntricos. Algumas galáxias parecem estar esticadas e distorcidas como se as estivéssemos vendo em um espelho de casa de diversões. Algumas galáxias parecem ter buracos abertos direto em seus centros. Alguns são apenas destroços emaranhados e mutilados, quase imperceptíveis como qualquer tipo de estrutura.

O culpado por trás desses estranhos é a gravidade. A influência gravitacional das galáxias entre si torce e distorce o par, atraindo enormes caudas de gás, poeira e estrelas de cada galáxia como se desenrolando uma espiral. Por algumas centenas de milhões de anos, essas duas galáxias parecerão altamente irregulares.

Colisões menores podem criar galáxias interessantes também. Por exemplo, algumas galáxias parecem ter sido destruídas depois que uma galáxia vizinha atravessou seu centro, abrindo caminho através das estrelas.

A galáxia anã irregular NGC 1140 está localizada a cerca de 60 milhões de anos-luz de distância na constelação de Eridanus. (Crédito da imagem: ESA / Hubble / NASA)

Galáxias irregulares geralmente hospedam a formação contínua de estrelas, precisamente porque qualquer influência que distorceu a galáxia criou protuberâncias e nós densos onde material suficiente pode condensar para formar estrelas.

Isso torna as galáxias irregulares algumas das galáxias mais intrigantes que existem – não há duas iguais, mas todas são perturbadoramente belas.


Publicado em 16/04/2021 10h10

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