O telescópio espacial Hubble acaba de revelar um mistério na nossa vizinhança cósmica.
© Hubble (NGC 4449)
Os pesquisadores estudaram 37 galáxias anãs próximas, pequenas galáxias que contêm entre alguns milhares e centenas de milhões de estrelas, e descobriram que grande parte do oxigênio que esperavam encontrar está em falta.
As simulações preveem que deveria existir uma quantidade significativamente maior de oxigênio, um indicador de um conjunto mais vasto de elementos pesados, nestas galáxias. Então, para onde foi?
O oxigênio é produzido pelas estrelas, que se encontram no interior das galáxias. Sabe-se que o oxigênio teve de estar no interior das galáxias em algum momento no passado, pelo que deve ter sido ejetado. E, para isso, é necessária a energia de estrelas massivas e de explosões de supernova para impulsionar o material para fora das galáxias hospedeiras e para o espaço entre as galáxias.
De acordo com o novo estudo, os ventos galácticos desencadeados pelas supernovas são, aparentemente, mais eficazes na remoção de oxigênio das galáxias de baixa massa do que os modelos atuais preveem. As descobertas mostram que as galáxias anãs conseguem reter apenas uma pequena fração do oxigênio produzido pelas estrelas.
No projeto GLOW (Galaxies Losing Oxygen via Winds), os cientistas rastrearam o oxigênio para compreender como este é distribuído no interior das estrelas, no gás entre as estrelas e no espaço entre as galáxias. Mas, de todos os elementos presentes nas galáxias, porquê estudar o oxigênio?
O oxigênio, o elemento mais abundante a seguir ao hidrogênio e ao hélio, é relativamente fácil de detectar e medir, e a sua produção é bem compreendida, o que o torna um indicador confiável da forma como os elementos químicos estão distribuídos numa galáxia.
O oxigênio é um dos principais elementos formados pelas estrelas. Ser capaz de rastrear a quantidade produzida de oxigênio e, posteriormente, a quantidade distribuída dentro e fora das galáxias, ajuda na compreensão da evolução das galáxias. Também auxilia a perceber onde e em que medida as galáxias estão enriquecendo o espaço entre elas, denominado meio intergaláctico.
O estudo utilizou imagens ópticas do arquivo Hubble para identificar populações estelares e determinar as histórias de formação e as composições das estrelas. Juntamente com dados do telescópio espacial Spitzer, já desativado pela NASA, bem como do VLA (Very Large Array) e do ATCA (Australian Telescope Compact Array), ambos terrestres, os pesquisadores analisaram as galáxias anãs próximas para rastrear os átomos de oxigênio produzidos pelas estrelas.
A equipe pretendia compreender como o oxigênio se distribui pelas estrelas, pelo gás e pela poeira nas galáxias. Estas galáxias anãs foram selecionadas porque as suas massas situam-se no intervalo em que as simulações e a teoria preveem que uma quantidade crescente do seu oxigênio será expelida das galáxias através de explosões de supernova. Além disso, as 37 galáxias estão todas suficientemente próximas para que o Hubble consiga distinguir as suas estrelas individualmente. O mesmo não se verifica na grande maioria das galáxias anãs conhecidas, que se encontram demasiado distantes para este tipo de estudo.
Embora os astrônomos já suspeitassem que as galáxias expulsassem uma grande fração de oxigênio e outros elementos pesados, uma questão em aberto tem sido o destino desses metais. Um estudo anterior, de 2014, abordou esta questão no caso de galáxias formadoras de estrelas semelhantes à Via Láctea, tendo constatado que estas galáxias perdiam uma grande fração do seu oxigênio, parte do qual se encontra nos halos difusos de gás que rodeiam as galáxias para lá dos seus discos, denominado meio circumgaláctico.
No estudo GLOW, os pesquisadores alargaram esta investigação a galáxias de baixa massa, abrangendo uma vasta gama de massas e ambientes. Embora equipes anteriores tenham medido o oxigênio no meio circungaláctico de galáxias anãs, ainda não é claro se a maior parte do oxigênio em falta se encontra nesta região ou se foi completamente ejetado dos arredores da galáxia.
No futuro, os astrônomos esperam estudar galáxias de massa ainda mais baixa no Universo próximo, utilizando o telescópio espacial Roman para localizar estes sistemas tênues e minúsculos numa ampla faixa do céu. Assim que identificar estas galáxias, eles esperam utilizar o Hubble e o telescópio espacial James Webb para obter observações mais profundas das suas estrelas. Isto permitirá reconstruir a história das galáxias para compreender como formaram estrelas ao longo do tempo cósmico.
Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: Space Telescope Science Institute