Modelo com Base na Energia Escura Explica a Sequência de Hubble das Galáxias

Uma rápida olhada na imagem de campo profundo feita pelo Hubble, revelam que as galáxias se apresentam em um grande variedade de formas e tamanhos. Mas por que? Os astrônomos têm perdido a chance de explicar a diversidade das formas de galáxias vistas no universo. Mas agora, dois astrônomos têm seguido a evolução das galáxias por mais de treze bilhões de anos, desde o início do universo até os dias de hoje, ajudando dessa forma a explicar a “Sequência de Hubble”, uma classificação das galáxias desenvolvida por Edwin Hubble. Pontos considerados chave para esse entendimento, incluem fusões de galáxias e energia escura.

O Dr. Andrew Benson da CALTECH e o Dr. Nick Devereux da Universidade Embry-Riddle no Arizona, combinaram dados de infravermelho do projeto Two Micron All Sky Survey (2MASS) com um modelo computacional sofisticado desenvolvido por eles, chamado GALFORM. O modelo reproduz a história de evolução do universo por treze bilhões de anos. Para a supresa dos pesquisadores, o modelo compuaticonal não reproduz somente as diferentes formas das galáxias mas também a quantidade relativa.

“Nós ficamos surpresos que o nosso modelo podia prever tanto a abundância como a diversidade dos tipos de galáxias com tanta precisão”, diz Devereux. “Isso realmente aumenta a confiança no modelo”, diz Benson.

O modelo dos astrônomos é sustentado e endossado pelo modelo de que o universo possui uma matéria escura e fria lambda. Aqui, o lambda significa a mosteriosa energia escura, a qual acredita-se compõem 72% do cosmos, com a matéria escura e fria sendo responsável por 23%. Apenas 4% do universo é constituído da matéria visível e familiar que é responsável pelas estrelas, planetas e galáxias.

Acredita-se que as galáxias estejam enterradas em halos gigantescos de matéria escura e Benson e Devereux acreditam que isso seja crucial para a sua evolução. O modelo dos pesquisadores sugere que o número de fusões entre esses halos e suas galáxias dirigem o resultado final – galáxias elípticas são resultados de múltiplas fusões onde o disco das galáxias não é mais identificado. A forma de uma espiral barrada da nossa Via Láctea sugere que ela tenha sofrido uma complexa história de evolução, com somente colisões menores resultando em um episódio final onde o disco interno colapsa para formar a grande barra central.

Na classificação de Hubble, existem três formas básicas de galáxias: espirais, onde os braços de material são soprados para fora a partir de um pequeno bulbo central; espiral barrada, onde os braços são formados por material soprado para fora a partir de uma grande barra central e a elíptica, onde as estrelas das galáxias são distribuídas num bulbo sem a presença braços ou discos. Os diferentes tipos claramente resultam de diferentes caminhos evolucionários, que o agora o modelo de Benson e Devereux consegue explicar.

“Essas novas descobertas deixam uma clara direção para pesquisas futuras. Nosso objetivo agora é comparar o modelo de predição com observações de galáxias mais distantes vistas em imagens obtidas com o Hubble e com o Telescópio Espacial James Webb”, diz Devereux.

Os resultados da pesquisa e a fonte desse texto podem ser encontrados no artigo publicado no Journal Monthly Notices da Sociedade Astronômica Real (o artigo original encontra-se aqui).

Figura ilustrando a sequência de Hubble. Na esquerda estão as galáxias elípticas, com suas formas variando desde esféricas (E0) até alongadas (E7). O tipo S0 é um tipo intermediário entre as galáxias elípticas e as espirais. Na linha superior a direita, os objetos variam das formas espirais Sa até Sc. A linha inferior a direita mostra as espirais barradas que variam desde a SBa até a SBc.
A imagem mostra algumas das galáxias geradas pelo modelo computacional. Os objetos amarelos são mais distantes com idade de aproximadamente 13 bilhões de anos, enquanto os outros se apresentam mais próximos e consequentemente mais novos.
Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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