As galáxias embarcam em sua jornada cósmica com seus habitantes estelares girando de forma organizada, mas, em alguns casos, as estrelas exibem um movimento mais errático. Antes disso, a comunidade científica enfrentava incertezas sobre a causa raiz desse fenômeno — talvez ele se originasse do ambiente cósmico circundante ou da própria massa da galáxia.
Um esforço de pesquisa inovador, detalhado em uma publicação recente no MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), revelou uma descoberta fundamental que indica que nenhum desses fatores tem a maior importância. O estudo demonstra que a propensão das estrelas a trajetórias aleatórias é predominantemente orientada pela idade da galáxia, já que os assuntos celestes tendem a se tornar desordenados com o tempo.
O principal autor do estudo, o professor Scott Croom, estimado pesquisador do ASTRO 3D na Universidade de Sydney, comentou: “Ao conduzir nossa análise meticulosa, observamos consistentemente que a idade reina como o parâmetro mais influente, independentemente da abordagem analítica empregada”.
Ele ainda explicou: “Uma vez que a idade é devidamente considerada, qualquer influência ambiental perceptível diminui significativamente, espelhando o cenário com considerações de massa”.
As implicações são profundas: uma galáxia jovem exibirá características rotacionais, independentemente de seu meio cósmico, enquanto uma galáxia envelhecida exibirá uma prevalência de movimentos estelares aleatórios, quer resida em uma região congestionada ou em um vazio cósmico.
O esforço colaborativo envolvido neste estudo abrangeu acadêmicos da Macquarie University, da Swinburne University of Technology, da University of Western Australia, da Australian National University, da University of New South Wales, da University of Cambridge, da University of Queensland e da Yonsei University na República da Coréia.
Esta pesquisa aumenta nossa compreensão derivada de estudos anteriores que postularam hipóteses variadas, atribuindo o ambiente ou a massa como os fatores predominantes. No entanto, conforme elucidado pelo co-autor Dr. Jesse van de Sande, as conjecturas anteriores não são necessariamente invalidadas.
Galáxias jovens servem como berçários prolíficos para o nascimento de estrelas, enquanto suas contrapartes mais velhas testemunham a cessação da formação estelar.
O Dr. van de Sande explicou: “Está bem estabelecido que a idade de uma galáxia pode ser influenciada pelo ambiente circundante. Quando uma galáxia atravessa uma área densamente povoada, o processo de formação de estrelas tende a diminuir. Consequentemente, as galáxias que habitam regiões mais densas tendem a ser mais velhas, em média.”
O cerne de sua análise ressalta que o declínio no momento rotacional das galáxias em ambientes densos não é diretamente atribuível ao seu habitat; ao contrário, é uma consequência inerente de sua idade avançada.
Até mesmo nossa própria morada cósmica, a Via Láctea, mantém um disco delgado que promove a formação de estrelas, mantendo assim sua classificação como uma galáxia rotacional de alta rotação.
Ao examinar a Via Láctea em grande detalhe, uma observação do disco espesso da Via Láctea pode ser feita. Embora não seja a principal fonte de luz, esse componente existe, consistindo no que parecem ser estrelas mais velhas. Essas estrelas podem ter sido aquecidas pelo disco fino em períodos anteriores ou se originaram com movimentos mais turbulentos durante os estágios iniciais do Universo, conforme articulado pelo professor Croom.
A investigação utilizou dados coletados de observações realizadas como parte do SAMI Galaxy Survey. Essa pesquisa aproveitou o instrumento SAMI construído em 2012 pela Universidade de Sydney e pelo Observatório Anglo-Australiano, agora conhecido como Astralis. Operando com o Telescópio Anglo-Australiano situado no Observatório Siding Spring, perto de Coonabarabran, Nova Gales do Sul, o SAMI pesquisou efetivamente 3.000 galáxias em diversos ambientes ambientais.
Ao permitir que os astrônomos eliminem vários processos potenciais envolvidos na compreensão da formação de galáxias, o estudo facilita o refinamento de modelos que descrevem a trajetória de desenvolvimento do Universo. Essa etapa essencial abre o caminho para obter insights mais profundos sobre as complexidades da evolução galáctica.
A fase subsequente envolve o aprimoramento de simulações com foco na evolução da galáxia, visando um retrato mais complexo dos mecanismos em jogo. O professor Croom destaca o principal desafio enfrentado na obtenção de simulações precisas, enfatizando a necessidade de alta resolução para prever com precisão os eventos que se desenrolam. As simulações atuais, baseadas em partículas equivalentes em massa a aproximadamente 100.000 estrelas, não conseguem resolver estruturas de pequena escala dentro de discos de galáxias.
O Hector Galaxy Survey é um empreendimento fundamental para avançar ainda mais na pesquisa realizada pelo professor Croom e sua equipe, apresentando um novo instrumento no Telescópio Anglo-Australiano. A professora Julia Bryant, que lidera o Hector Galaxy Survey na Universidade de Sydney, explica como Hector, com sua maior resolução espectral, está observando 15.000 galáxias. Essa resolução elevada permite medir a idade e a rotação das galáxias, mesmo em galáxias de massa significativamente menor, além de fornecer dados ambientais mais abrangentes.
Abordando a importância dessas descobertas, a professora Emma Ryan-Weber, diretora do ASTRO 3D, ressalta o papel fundamental desempenhado na resposta a perguntas fundamentais feitas pelo ASTRO 3D. A pesquisa conduzida pela equipe SAMI esclarece como a idade de uma galáxia influencia a órbita de suas estrelas. Essa visão crucial contribui significativamente para uma compreensão mais clara do panorama cósmico mais amplo.
O Centro de Excelência ARC para Astrofísica de Todos os Céus em 3 Dimensões (ASTRO 3D) representa um distinto Centro de Excelência em Pesquisa com um orçamento substancial de 40 milhões de dólares, que foi alocado pelo Australian Research Council (ARC) em colaboração com nove prestigiosas universidades australianas. Essas universidades incluem a Australian National University, a University of Sydney, a University of Melbourne, a Swinburne University of Technology, a University of Western Australia, a Curtin University, a Macquarie University, a University of New South Wales e a Monash University. O estabelecimento do ASTRO 3D significa uma grande iniciativa para aprimorar as capacidades de pesquisa em astrofísica na Austrália, promovendo a colaboração entre as principais instituições acadêmicas para alcançar descobertas inovadoras no campo da astronomia.
O SAMI Galaxy Survey, iniciado em março de 2013, tem como objetivo compilar um extenso banco de dados de 3.000 galáxias abrangendo diversas condições ambientais. Esta pesquisa se baseia na utilização do Espectrógrafo de Campo Integral Multiobjeto (SAMI) do Observatório Astronômico Australiano de Sydney-Australian para adquirir dados essenciais. O SAMI é um instrumento sofisticado instalado no telescópio anglo-australiano de 4 metros situado no renomado Observatório Siding Spring. Por meio da implementação da espectroscopia de campo integral (IFS), o SAMI Galaxy Survey oferece uma perspectiva distinta sobre a intrincada dinâmica de estrelas e gás em galáxias distantes, permitindo o exame abrangente de vários espectros em toda a extensão espacial de cada galáxia. Essa abordagem inovadora facilita uma compreensão mais profunda dos mecanismos complexos que governam a evolução e o comportamento das galáxias, aprimorando nosso conhecimento da vasta paisagem cósmica do universo.
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