Uma pesquisa concluída usando uma combinação de telescópios terrestres e espaciais produziu um tesouro de aglomerados globulares anteriormente desconhecidos – grupos antigos e densos de milhares de estrelas que se formaram ao mesmo tempo – nas regiões externas da galáxia elíptica Centaurus A.
O trabalho apresenta um avanço significativo na compreensão da arquitetura e história cosmológica desta galáxia e oferece novos insights sobre a formação de galáxias em geral e a distribuição da matéria escura no universo.
Allison Hughes, estudante de doutorado no Departamento de Astronomia e Observatório Steward da Universidade do Arizona, é a primeira autora de um artigo revisado por pares resumindo as descobertas publicadas no Astrophysical Journal em junho. Ela apresentará o estudo durante uma coletiva de imprensa na 239ª Reunião da Sociedade Astronômica da América na terça-feira às 14h15. (MST). O briefing será transmitido via Zoom.
Centaurus A, também conhecido como NGC 5128, é uma galáxia elíptica visualmente deslumbrante com um jato relativístico expelido de um buraco negro supermassivo em seu centro e fluxos espetaculares de estrelas espalhadas deixadas para trás por colisões e fusões passadas com galáxias menores orbitando Centaurus A. Localizado na constelação de Centaurus, a 13 milhões de anos-luz da Terra, Centaurus A está muito longe para permitir que os astrônomos vejam estrelas individuais, mas os aglomerados de estrelas podem ser identificados como tal e usados como “evidência fóssil” da tumultuada evolução da galáxia.
Hughes e seus colegas apresentam um novo catálogo de aproximadamente 40.000 candidatos a aglomerados globulares em Centaurus A, recomendando observações de acompanhamento focadas em um conjunto de 1.900 que provavelmente são aglomerados globulares verdadeiros. Os pesquisadores pesquisaram candidatos a aglomerados globulares em um raio projetado de aproximadamente 150 kiloparsecs, quase meio milhão de anos-luz do centro da galáxia. Os dados combinam observações das seguintes fontes: o Panoramic Imaging Survey of Centaurus and Sculptor, ou PISCeS; Gaia, um observatório espacial da Agência Espacial Europeia, e o NOAO Source Catalog, que combina imagens publicamente acessíveis de telescópios em ambos os hemisférios cobrindo quase todo o céu.
.Centaurus A tem sido um dos principais alvos para estudos de aglomerados globulares extragalácticos devido à sua riqueza e proximidade com a Terra, mas a maioria dos estudos se concentrou nos 40 kiloparsecs internos (cerca de 130.500 anos-luz) da galáxia, explicou Hughes, deixando o confins externos da galáxia em grande parte inexplorados. Classificando os candidatos com base na probabilidade de serem verdadeiros aglomerados globulares, a equipe descobriu que aproximadamente 1.900 são altamente prováveis de serem confirmados como tal e devem ser a prioridade mais alta para a confirmação espectroscópica de acompanhamento.
“Estamos usando o satélite Gaia, que se concentra principalmente em pesquisas dentro de nossa própria galáxia, a Via Láctea, de uma nova maneira em que vinculamos suas observações com telescópios no solo, neste caso o telescópio Magellan Clay no Chile e o Telescópio Anglo-Australiano na Austrália.”
A estrutura de Centaurus A diz aos astrônomos que passou por várias grandes fusões com outras galáxias, levando à sua aparência globular com regiões semelhantes a rios que têm muito mais estrelas do que as áreas circundantes, disse Hughes. Fornecendo o exemplo mais próximo de uma galáxia elíptica, Centaurus A oferece aos astrônomos a oportunidade de estudar de perto uma galáxia muito diferente da nossa. A Via Láctea, assim como sua vizinha mais próxima, a Galáxia de Andrômeda, são ambas galáxias espirais. Com sua aparência familiar de cata-vento, as galáxias espirais podem parecer a galáxia “típica”, mas acontece que seus primos elípticos menos ordenados os superam no cosmos.
“O Centaurus A pode parecer um estranho, mas isso é apenas porque podemos chegar perto o suficiente para ver seus detalhes minuciosos”, disse Hughes. “É mais provável que as galáxias elípticas e espirais, como a Via Láctea, sejam mais confusas do que percebemos assim que olhamos um pouco mais fundo do que apenas na superfície”.
Aglomerados globulares servem como evidência de processos que aconteceram há muito tempo, disse Hughes.
“Por exemplo, se você vir uma linha desses aglomerados globulares que todos têm metalicidade semelhante (composição química) e se movem com velocidade radial semelhante, sabemos que eles devem ter vindo da mesma galáxia anã ou de algum objeto semelhante que colidiu com Centaurus A e está agora em processo de assimilação.”
Aglomerados estelares se formam a partir de manchas densas de gás no meio interestelar. Quase todas as galáxias têm aglomerados globulares, incluindo a Via Láctea, que possui cerca de 150 deles, mas a maioria das estrelas não está organizada em tais aglomerados. Ao estudar aglomerados globulares, os astrônomos podem reunir pistas sobre a galáxia que os hospeda, como sua massa, seu histórico de interações com galáxias próximas e até mesmo a distribuição de matéria escura, de acordo com Hughes.
“Aglomerados globulares são interessantes porque podem ser usados como traçadores de estruturas e processos em outras galáxias onde não podemos resolver estrelas individuais”, disse Hughes. “Eles mantêm assinaturas químicas, como a composição elementar de suas estrelas individuais, então nos dizem algo sobre o ambiente em que se formaram.”
Os pesquisadores procuraram especificamente aglomerados globulares longe do centro da galáxia porque a subestrutura do Centaurus A sugere uma grande população não descoberta de tais aglomerados, explicou Hughes. Observações anteriores haviam encontrado pouco menos de 600 aglomerados nas regiões mais centrais, mas as regiões externas da galáxia permaneceram em grande parte desconhecidas.
“Nós olhamos mais longe e já descobrimos mais de 100 novos clusters, e provavelmente existem mais, porque ainda não terminamos de processar os dados”, disse Hughes.
“Podemos então usar esses dados para reconstruir a arquitetura e os movimentos dessa galáxia e também descobrir sua massa”, disse Hughes. “A partir disso, podemos eventualmente subtrair todas as suas estrelas e ver o que resta – essa massa invisível deve ser sua matéria escura.”
Publicado em 15/01/2022 15h03
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