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Novas pesquisas mostram a idade da galáxia como o fator chave no movimento das estrelas, desafiando teorias mais antigas que destacavam o ambiente ou a massa. Crédito: SciTechDaily.com
Uma equipe internacional liderada pelo centro de pesquisa australiano ASTRO 3D relata que a idade é a força motriz na mudança na forma como as estrelas se movem dentro das galáxias.
As galáxias começam a vida com suas estrelas girando em um padrão ordenado, mas em algumas o movimento das estrelas é mais aleatório. Até agora, os cientistas não tinham certeza sobre o que causa isto – possivelmente o ambiente circundante ou a própria massa da galáxia.
Principais descobertas sobre a Era da Galáxia
Um novo estudo, publicado recentemente em MNRAS (Avisos Mensais da Royal Astronomical Society), descobriu que o fator mais importante não é nenhuma dessas coisas. Isso mostra que a tendência das estrelas de terem movimentos aleatórios é impulsionada principalmente pela idade da galáxia – as coisas ficam complicadas com o tempo.
“Quando fizemos a análise, descobrimos que a idade, de forma consistente, independentemente da forma como a cortamos ou cortamos, é sempre o parâmetro mais importante”, diz o primeiro autor, Prof Scott Croom, pesquisador ASTRO 3D no Universidade de Sydney.
Fatores Ambientais e de Massa
“Depois de levar em conta a idade, essencialmente não há tendência ambiental, e é semelhante para a massa.
“Se encontrarmos uma galáxia jovem, ela estará em rotação, seja qual for o ambiente em que se encontre, e se encontrarmos uma galáxia antiga, ela terá órbitas mais aleatórias, quer esteja num ambiente denso ou num vazio.”
Uma comparação entre uma galáxia jovem (superior) e uma galáxia antiga (inferior) observada como parte do SAMI Galaxy Survey. Os painéis à esquerda são imagens ópticas regulares do Telescópio Subaru. No meio estão os mapas de velocidade rotacional (azul vindo em nossa direção, vermelho se afastando de nós) do SAMI. À direita estão mapas que medem velocidades aleatórias (cores mais vermelhas para maior velocidade aleatória). Ambas as galáxias têm a mesma massa total. A galáxia superior tem idade média de 2 bilhões de anos, alta rotação e baixo movimento aleatório. A galáxia inferior tem uma idade média de 12,5 bilhões de anos, rotação mais lenta e movimento aleatório muito maior. Crédito: Programa Estratégico Hyper Suprime-Cam Subaru
Equipe de Pesquisa e Metodologia
A equipe de pesquisa também incluiu cientistas da Universidade Macquarie, da Universidade de Tecnologia de Swinburne, da Universidade da Austrália Ocidental, do Universidade Nacional Australianaa Universidade de Nova Gales do Sul, a Universidade de Cambridge, a Universidade de Queensland e Universidade Yonsei na República da Coreia.
O estudo atualiza nossa compreensão de estudos anteriores que sugeriram ambiente ou massa como fatores mais importantes. Mas o trabalho anterior não é necessariamente incorreto, diz o segundo autor, Dr. Jesse van de Sande.
As galáxias jovens são superfábricas de formação de estrelas, enquanto nas mais antigas a formação de estrelas cessa.
“Sabemos que a idade é afetada pelo meio ambiente. Se uma galáxia cair em um ambiente denso, tenderá a interromper a formação estelar. Portanto, as galáxias em ambientes mais densos são, em média, mais antigas”, diz o Dr. van de Sande.
“O objetivo da nossa análise é que não é viver em ambientes densos que reduz o seu spin, é o fato de serem mais velhos.”
A dinâmica da Via Láctea
Nossa própria galáxia, a via Lácteaainda tem um disco fino de formação de estrelas, por isso ainda é considerada uma galáxia rotacional de alta rotação.
“Mas quando olhamos detalhadamente para a Via Láctea, vemos algo chamado disco espesso da Via Láctea. Não é dominante, em termos de luz, mas está lá e parecem ser estrelas mais antigas, que podem muito bem ter sido aquecidas a partir do disco fino em épocas anteriores, ou ter nascido com movimentos mais turbulentos no Universo primordial”, diz o Prof Croom. .
Contribuições do SAMI Galaxy Survey
A pesquisa utilizou dados de observações feitas no âmbito do SAMI Galaxy Survey. O instrumento SAMI foi construído em 2012 pela Universidade de Sydney e pelo Observatório Anglo-Australiano (agora Astralis). SAMI usa o Telescópio Anglo-Australiano, no Observatório Siding Spring, perto de Coonabarabran, Nova Gales do Sul. Ele pesquisou 3.000 galáxias em uma grande variedade de ambientes.
O estudo permite aos astrónomos descartar muitos processos ao tentarem compreender a formação de galáxias e, assim, ajustar modelos de como o Universo se desenvolveu.
Direções futuras na pesquisa de galáxias
Os próximos passos serão desenvolver simulações da evolução das galáxias com detalhes mais granulares.
“Um dos desafios de acertar nas simulações é a alta resolução necessária para prever o que está acontecendo. As simulações atuais típicas são baseadas em partículas que têm a massa de talvez 100.000 estrelas e não é possível resolver estruturas de pequena escala em discos de galáxias”, diz o Prof. Croom.
O Hector Galaxy Survey ajudará o Prof Croom e sua equipe a expandir este trabalho usando um novo instrumento no Telescópio Anglo-Australiano.
“Hector está observando 15.000 galáxias, mas com resolução espectral mais alta, permitindo que a idade e a rotação das galáxias sejam medidas mesmo em galáxias de massa muito menor e com informações ambientais mais detalhadas”, diz a professora Julia Bryant, líder do Hector Galaxy Survey, Universidade de Sidney.
Conclusão e impacto na compreensão universal
A professora Emma Ryan-Weber, diretora do ASTRO 3D, afirma: “Essas descobertas respondem a uma das principais questões colocadas pelo ASTRO 3D: como a massa e o momento angular evoluem no Universo? Este trabalho cuidadoso da equipe SAMI revela que a idade de uma galáxia determina como as estrelas orbitam. Esta informação crítica contribui para uma visão mais clara do Universo.”
Referência: “The SAMI Galaxy Survey: a rotação da galáxia está mais fortemente correlacionada com a idade da população estelar do que com a massa ou o ambiente” por Scott M Croom, Jesse van de Sande, Sam P Vaughan, Tomas H Rutherford, Claudia del P Lagos, Stefania Barsanti, Joss Bland-Hawthorn, Sarah Brough, Julia J Bryant, Matthew Colless, Luca Cortese, Francesco D’Eugenio, Amelia Fraser-McKelvie, Michael Goodwin, Nuria PF Lorente, Samuel N Richards, Andrei Ristea, Sarah M Sweet, Sukyoung K Yi e Tayyaba Zafar, 3 de abril de 2024, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stae458
SOBRE ASTRO 3D
O Centro de Excelência ARC para Toda a Astrofísica do Céu em 3 Dimensões (ASTRO 3D) é um Centro de Excelência de Pesquisa de US$ 40 milhões financiado pelo Australian Research Council (ARC) e nove universidades australianas colaboradoras – The Australian National University, The University of Sydney, The Universidade de Melbourne, Universidade de Tecnologia de Swinburne, Universidade da Austrália Ocidental, Universidade Curtin, Universidade Macquarie, Universidade de Nova Gales do Sul e Universidade Monash.
SOBRE a pesquisa SAMI Galaxy
O SAMI Galaxy Survey começou em março de 2013, com a intenção de criar um grande levantamento de 3.000 galáxias em uma ampla variedade de ambientes. Os dados para o SAMI Galaxy Survey foram coletados usando o SAMI, o Sydney-Australian-Astronomical-Observatory Multi-object Integral-Field Spectrograph. SAMI é um instrumento do Telescópio Anglo-Australiano de 4 metros no Observatório Siding Spring. A espectroscopia de campo integral (IFS) permite uma visão única de como as estrelas e o gás circulam dentro de galáxias distantes porque coletamos dezenas de espectros em toda a face de cada galáxia.
