28/12/2022 - 10:23
Estudar a estrutura em grande escala da nossa galáxia não é fácil. Não temos uma visão clara da forma e das características da Via Láctea como temos de outras galáxias, em grande parte porque vivemos dentro dela. Mas temos algumas vantagens. De dentro, podemos realizar pesquisas de perto da população estelar da Via Láctea e suas composições químicas. Isso dá aos pesquisadores as ferramentas necessárias para comparar nossa própria galáxia com muitos milhões de outras no universo.
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Esta semana, uma equipe internacional de pesquisadores dos EUA, Reino Unido e Chile divulgou um artigo que faz exatamente isso. Eles vasculharam um catálogo de 10 mil galáxias produzido pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS), procurando galáxias com atributos semelhantes aos nossos.
Eles descobriram que a Via Láctea tem gêmeos – muitos deles –, mas vários são apenas superficialmente semelhantes, com diferenças fundamentais enterradas nos dados. O que eles descobriram tem implicações para a evolução futura de nossa própria galáxia.
Explorando os dados
Para começar a busca, os pesquisadores reduziram o tamanho da amostra selecionando apenas as galáxias que correspondiam ao que sabemos sobre a Via Láctea em três grandes categorias. Primeiramente, eles filtraram galáxias com uma massa total semelhante à da Via Láctea. Em segundo lugar, eles descartaram galáxias com uma “proporção total” muito diferente (o tamanho da galáxia em comparação com seu núcleo central brilhante). Por fim, eles escolheram apenas galáxias com semelhança na classificação de Hubble, um sistema de classificação que agrupa galáxias com base em sua forma.
Algumas galáxias, como a nossa, são em forma de espiral, enquanto outras, geralmente as mais antigas, têm a forma de bolhas difusas e são conhecidas como galáxias elípticas. Existem outros refinamentos possíveis dentro do sistema de classificação de Hubble, incluindo centros em forma de barra para algumas espirais, por exemplo, mas a ideia era usar as classificações para encontrar aproximações aproximadas da Via Láctea a partir das quais iniciar o trabalho mais detalhado.
Ao final desse processo, a equipe ficou com 138 galáxias superficialmente semelhantes à nossa. A partir daí, eles poderiam se aprofundar nos detalhes para ver o quão próximos nossos primos galácticos realmente estão de nós mesmos.
Eles conectaram os dados a um modelo que prevê a formação de estrelas, levando em consideração como os ventos estelares sopram o excesso de gás para longe dos sistemas estelares, que podem ser puxados em direção ao centro das galáxias. O modelo também levou em consideração a composição química e a metalicidade dos materiais em diferentes regiões das galáxias.
Então, o que eles encontraram?
Acontece que realmente existem galáxias lá fora que se parecem muito com as nossas. Das138 galáxias na amostra, 56 acabaram sendo uma correspondência próxima de casa.
O que caracteriza essas galáxias parecidas com a Via Láctea é que elas têm uma longa escala de tempo em que a formação de estrelas ocorre em suas regiões externas, gerando constantemente novas estrelas de maneira vagarosa. A região interna, por outro lado, experimenta um período dramático de intensa formação de estrelas no início da história da galáxia, estimulada por um fluxo de gás sendo puxado para dentro em direção ao centro da região externa. Mais tarde, ocorreu um período muito mais lento de formação de estrelas no núcleo, contando com gás reciclado expelido de estrelas mais velhas na região externa. Essas novas estrelas, feitas de material reciclado, têm maior grau de metalicidade, com elementos mais pesados enxertados nelas que faltavam na geração inicial de estrelas. Também vemos esse padrão aqui em casa, em nossa própria galáxia.
Mas isso não é verdade para todas as 138 galáxias estudadas. Uma fração significativa das galáxias que à primeira vista pareciam semelhantes à Via Láctea acabaram parecendo muito diferentes em uma inspeção mais detalhada. Estas se enquadram em duas categorias.
A primeira categoria (consistindo de 55 das 138 galáxias) são galáxias que parecem não ter nenhuma diferenciação entre suas regiões internas e externas. Essas galáxias estão experimentando formação estelar uniformemente, em um processo longo e lento sem a explosão selvagem no núcleo. Nessas galáxias, as estrelas nas regiões interna e externa parecem idênticas.
A segunda categoria, por sua vez, consiste no que é conhecido como galáxias “extintas centralmente” (27 de 138), e essas são talvez as mais estranhas do grupo. Essas galáxias estranhas parecem não ter nenhum período significativo de formação estelar recente a partir de material reciclado em seus núcleos, o que significa que o influxo radial de gás das regiões externas que vemos na Via Láctea não está ocorrendo nessas galáxias.
Uma característica consistente dessas galáxias extintas centralmente é que elas parecem, como regra, ter completado a maior parte de sua formação estelar no passado, sugerindo que talvez possam ser mais velhas que a Via Láctea.
Se isso for verdade, talvez estejamos olhando para o próprio futuro da Via Láctea. Nossa galáxia pode um dia também acabar com um centro extinto, e essas galáxias, portanto, representam uma prévia do próximo estágio da evolução galáctica.
“Talvez essas galáxias sejam as sucessoras evolutivas da Via Láctea, que estão mais avançadas em suas vidas”, escrevem os autores.
Eles também apresentam algumas outras explicações possíveis, como um núcleo galáctico excessivamente ativo que pode subjugar a formação estelar nas regiões internas das galáxias.
Ainda existe muito a aprender, mas este estudo oferece muitas novas possibilidades quando se trata de evolução galáctica. Fundamentalmente, mostra que não somos totalmente únicos. Existe uma enorme variedade de tipos de galáxias no universo, mas pelo menos algumas delas seguem as mesmas regras da Via Láctea, e muitas estão no mesmo estágio de vida. Estudar esses sósias pode nos ajudar a aprender mais sobre nossa própria casa.
O artigo Are Milky-Way-like galaxies like the Milky Way? A view from SDSS-IV/MaNGA está disponível em formato de pré-impressão no arXiv.
** Este artigo foi republicado do site Universe Today sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original aqui.
