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Observatório Espacial Herschel descobre mega fusão de galáxias

2013-05-23

Vários telescópios uniram-se para descobrir uma rara e enorme fusão de duas galáxias gigantes (HXMM01) que ocorreu quando o Universo tinha apenas 3 mil milhões de anos (a sua idade actual é de aproximadamente 14 mil milhões de anos). Crédito: ESA/NASA/JPL-Caltech/UC Irvine/STScI/Keck/NRAO/SAO.

Uma enorme e rara fusão de duas galáxias
foi descoberta em imagens captadas pelo observatório espacial Herschel, uma missão da Agência Espacial Europeia (ESA), com importante participação da NASA Estudos de acompanhamento realizados por vários telescópios, no solo e no espaço, incluindo os telescópios espaciais Hubble e Spitzer, contam a história de duas galáxias distantes entrelaçadas e gerando estrelas de forma violenta. Eventualmente, o par irá sossegar para formar uma galáxia elíptica super-gigante.

Os resultados ajudam a explicar um mistério em astronomia. Quando o nosso Universo tinha entre 3 a 4 mil milhões anos, estava preenchido por grandes galáxias elípticas, avermelhadas, compostas por estrelas velhas. Os cientistas têm-se questionado se as galáxias se formaram lentamente, ao longo do tempo, através da anexação de galáxias menores, ou se, pelo contrario, se formaram mais rapidamente, através de colisões poderosas entre duas grandes galáxias.

As novas descobertas sugerem que as fusões poderosas são responsáveis pelas galáxias elípticas gigantes.

"Estamos a olhar para uma fase bem jovem da vida destas galáxias - uma explosão de actividade adolescente que não irá durar muito tempo", disse Hai Fu, da Universidade da Califórnia, em Irvine, que é o principal autor do novo estudo descrevendo os resultados. O estudo foi publicado a 22 de Maio na edição online da revista Nature.

"Estas galáxias que se fundem estão repletas de novas estrelas e completamente escondidas pela poeira", disse o co-autor Asantha Cooray, também da Universidade da Califórnia, em Irvine. "Sem os detectores de infravermelho do Herschel não teríamos sido capazes de ver o que está para lá da poeira."

O Herschel, que operou durante quase quatro anos, foi projectado para ver a luz infravermelha de comprimento de onda mais longo. Tal como era esperado, recentemente ficou sem o líquido refrigerador necessário para arrefecer os seus instrumentos delicados para infravermelhos. Embora a sua missão no espaço tenha terminado, os astrónomos ainda estão a examinar os seus dados e novas descobertas são esperadas.

No novo estudo, o Herschel foi usado para detectar as galáxias em colisão, chamadas HXMM01, localizadas a cerca de 11 mil milhões de anos-luz da Terra, numa época em que nosso Universo tinha cerca de 3 mil milhões de anos. Primeiro, os astrónomos pensaram que as duas galáxias eram apenas a imagem distorcida de uma galáxia por uma lente gravitacional . As galáxias-lente são bastante comuns em astronomia e ocorrem quando a gravidade de uma galáxia em primeiro plano distorce a luz de um objecto mais distante. Após uma investigação minuciosa, a equipa percebeu que estava realmente a olhar para uma fusão de duas galáxias gigantes.

A caracterização posterior revelou que o par está a produzir o equivalente a 2000 estrelas por ano. Em comparação, a nossa Via Láctea produz cerca de 2 a 3 estrelas por ano. O número total de estrelas em ambas as galáxias em colisão é de cerca de 400 mil milhões.

As fusões são bastante comuns no cosmos , mas este evento, em particular, é mais raro por causa das enormes quantidades de gás e de formação de estrelas e também pelo tamanho que apresentam as galáxias envolvidas, numa época tão remota.

Os resultados vão contra o modelo mais popular que explica que as galáxias de maior tamanho surgem através da anexação pequenas galáxias. Em vez disso, temos a colisão e fusão de duas galáxias gigantes, cada uma cheia de gás, poeira e novas estrelas... uma fusão que, por sua vez, provocou a formação frenética de ainda mais estrelas.

O reservatório de gás contido no sistema será rapidamente esgotado, extinguindo a formação de estrelas e levando ao envelhecimento de uma população de estrelas vermelhas e frias.

O Dr. Fu e sua equipa estimam que serão precisos cerca de 200 milhões de anos para converter todo o gás em estrelas, com o processo de fusão concluído no prazo de mil milhões de anos. O produto final será uma enorme galáxia elíptica vermelha e morta com cerca de 400 mil milhões de massas solares