Galáxias tornam-se mais caóticas à medida que envelhecem

As galáxias começam a vida com as suas estrelas a rodar num padrão ordenado, mas em algumas o movimento das mesmas é mais aleatório. Até agora, os cientistas não sabiam ao certo o que causava este facto – possivelmente o ambiente circundante ou a massa da própria galáxia.

Um novo estudo, publicado hoje no MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), descobriu que o fator mais importante não é nenhum destes. Mostra que a tendência das estrelas para se moverem aleatoriamente é determinada sobretudo pela idade da galáxia – as coisas vão-se tornando confusas com o tempo.

“Quando fizemos a análise, descobrimos que a idade, de forma consistente, qualquer que seja a forma como a cortamos ou a dividimos, é sempre o parâmetro mais importante”, diz o primeiro autor, Scott Croom, investigador do ASTRO 3D na Universidade de Sydney, sublinhando que “quando se tem em conta a idade, não há essencialmente qualquer tendência ambiental, e o mesmo se passa com a massa”.

“Se encontrarmos uma galáxia jovem, ela estará a rodar, independentemente do ambiente em que se encontre, e se encontrarmos uma galáxia antiga, terá órbitas mais aleatórias, quer esteja num ambiente denso ou num vazio”, acrescenta.

“O estudo atualiza os nossos conhecimentos relativamente a estudos anteriores que sugeriam, de forma variada, que o ambiente ou a massa eram fatores mais importantes. Mas o trabalho anterior não é necessariamente incorreto, diz o segundo autor”, Jesse van de Sande.

As galáxias jovens são super-fábricas de formação de estrelas, enquanto nas mais antigas a formação de estrelas cessa.

“Sabemos que a idade é afetada pelo ambiente. Se uma galáxia cair num ambiente denso, tenderá a interromper a formação de estrelas. Assim, as galáxias em ambientes mais densos são, em média, mais velhas”, afirma o van de Sande.

“O objetivo da nossa análise é que não é o facto de viverem em ambientes densos que reduz a sua rotação, mas sim o facto de serem mais velhas”, revela.

A nossa galáxia, a Via Láctea, ainda tem um disco fino de formação de estrelas, pelo que continua a ser considerada uma galáxia de rotação elevada.

“Mas quando olhamos para a Via Láctea em pormenor, vemos algo chamado disco espesso da Via Láctea. Não é dominante, em termos de luz, mas está lá e parece tratar-se de estrelas mais antigas, que podem ter sido aquecidas a partir do disco fino em alturas anteriores, ou nascido com um movimento mais turbulento no Universo primitivo”, sublinha ainda.

A investigação utilizou dados de observações efetuadas no âmbito do SAMI Galaxy Survey. O instrumento SAMI foi construído em 2012 pela Universidade de Sydney e pelo Observatório Anglo-Australiano (atualmente Astralis). O SAMI utiliza o Telescópio Anglo-Australiano, no Observatório de Siding Spring, perto de Coonabarabran, Nova Gales do Sul. O SAMI analisou 3000 galáxias numa grande variedade de ambientes.

O estudo permite aos astrónomos excluir muitos processos quando tentam compreender a formação de galáxias e assim afinar os modelos de como o Universo se desenvolveu.

Próximos passos

Os próximos passos consistirão em desenvolver simulações da evolução das galáxias com maior pormenor.

“Um dos desafios de fazer simulações corretas é a alta resolução necessária para prever o que se está a passar. As simulações típicas atuais baseiam-se em partículas que têm a massa de talvez 100 000 estrelas e não é possível resolver estruturas de pequena escala em discos de galáxias”, continua Jesse van de Sande.

O Hector Galaxy Survey ajudará o Prof. Croom e a sua equipa a expandir este trabalho utilizando um novo instrumento no Telescópio Anglo-Australiano.

“O Hector está a observar 15 000 galáxias, mas com uma resolução espetral mais elevada, o que permite medir a idade e a rotação das galáxias, mesmo em galáxias de massa muito inferior, e com informações ambientais mais pormenorizadas”, afirma a Professora Julia Bryant, responsável pelo Hector Galaxy Survey, da Universidade de Sydney.

A Professora Emma Ryan-Weber, Diretora do ASTRO 3D, afirma: “Estes resultados respondem a uma das questões-chave colocadas pelo ASTRO 3D: como evoluem a massa e o momento angular no Universo? Este trabalho cuidadoso da equipa SAMI revela que a idade de uma galáxia determina a forma como as estrelas orbitam. Esta informação crítica contribui para uma visão mais clara do Universo”.