Galáxias perdem seu apetite com a idade

Nosso Universo está repleto de grupos de galáxias, que se mantêm unidas pela gravidade em famílias maiores chamadas de aglomerados.

© WISE e Spitzer (dois aglomerados de galáxias brilhantes)

No centro da maior parte desses aglomerados existe uma galáxia monstruosa que acreditava-se que crescia por meio de fusão com galáxias vizinhas, num processo denominado de canibalismo galáctico.

Uma nova pesquisa feita com o telescópio espacial Spitzer e com o Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) está mostrando que, ao contrário das teorias anteriores, essas gigantescas galáxias parecem reduzir seu crescimento com o passar do tempo, canibalizando cada vez menos galáxias vizinhas.

“Nós descobrimos que essas galáxias massivas podem ter começado uma dieta nos últimos 5 bilhões de anos, e desde então não têm ganho mais muito peso”, disse Yeng-Ting Lin da Academia Sinica em Taipei, Taiwan, principal autor do estudo publicado no Astrophysical Journal.

“O WISE e o Spitzer estão nos levando a ver que nós entendemos muitas coisas, mas também que existe muito que nós ainda não entendemos sobre a massa das galáxias mais massivas”, disse Peter Eisenhardt, um coautor do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia. Eisenhardt identificou a amostra de aglomerados de galáxias estudado pelo Spitzer e é o cientista do projeto para o WISE.

As novas descobertas ajudarão os pesquisadores a entenderem como os aglomerados de galáxias, entre as estruturas mais massivas do Universo, se formam e se desenvolvem.

Os aglomerados de galáxias são feitos de milhares de galáxias reunidas ao redor do seu maior membro, que os astrônomos chamam de galáxia mais brilhante do aglomerado ou BCG (Brightest Cluster Galaxy). As BCGs podem ter até dezenas de vezes a massa de galáxias como a Via Láctea. Elas crescem canibalizando outras galáxias, bem como assimilando estrelas que são afuniladas no meio de aglomerado em crescimento.

Para monitorar como esse processo funciona, os astrônomos pesquisaram aproximadamente 300 aglomerados de galáxias que se espalham por cerca de 9 bilhões de anos no tempo cósmico. O aglomerado mais distante data de uma época em que o Universo tinha 4,3 bilhões de anos de existência, e o mais próximo, quando o Universo era muito mais velho, 13 bilhões de vida.

“Você não pode observar uma galáxia crescer, então temos que fazer um censo da população”, disse Lin. “Nossa nova abordagem permite que nós possamos conectar a propriedade média dos aglomerados que nós observamos num passado relativamente recente com aquelas que nós observamos mais atrás na história do Universo”.

Spitzer e Wise são ambos telescópios infravermelhos, mas eles têm características únicas que são complementares em estudos como esse. Por exemplo, o Spitzer pode ver mais detalhes que o WISE, o que permite que ele capture os aglomerados mais distantes da melhor forma possível. Por outro lado, o WISE, um instrumento que faz uma pesquisa de todo o céu em infravermelho, é melhor para capturar imagens dos aglomerados próximos, graças ao seu campo de visão maior. O Spitzer ainda está trabalhando e realizando observações, o WISE já entrou em hibernação desde 2011 depois de vasculhar todo o céu com sucesso por duas vezes.

As descobertas mostram que a BCG cresceu de acordo com as taxas previstas pelas teorias até 5 bilhões de anos atrás, ou num tempo quando o Universo tinha cerca de 8 bilhões de anos de vida. Depois disso, aparentemente as galáxias, ou pelo menos a maior parte delas, pararam de se alimentar das galáxias menores ao redor.

Os cientistas ainda não têm certeza sobre o que causou a diminuição de apetite das BCGs, mas os resultados sugerem que os modelos atuais precisam de ajustes.

As BCGs são gigantes e em pouco número. Nosso censo da população das BCGs é medir como ganham seu peso à medida que envelhecem. Neste caso, elas não estão ganhando tanto peso como era esperado. As teorias não estão se ajustando com a observação, conduzindo às várias questões.

Outra explicação possível é que as pesquisas estejam perdendo um grande número de estrelas nos aglomerados mais maduros. Os aglomerados podem ser ambientes violentos, onde as estrelas são arrancadas por meio da colisão de galáxias e vagam pelo espaço. Se as observações recente não estão detectando essas estrelas, é possível que as enormes galáxias estejam de fato, continuando a ingerí-las.

Estudos futuros de Lin e outros devem revelar mais sobre os hábitos alimentares de uma das maiores espécies galácticas da natureza.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory