Rotação do Halo de Gás Frio Prolonga o Crescimento das Galáxias

Um grupo de astrônomos liderado por Crystal Martin e Stephanie Ho da University of California, Sata Barbara, descobriu uma impressionante coreografia cósmica entre as típicas galáxias que formam estrelas, o halo de gás dessas galáxias parece estar dançando junto com o disco galáctico, ou seja, girando na mesma direção.

Os pesquisadores  usaram o Observatório W. M. Keck para obter a primeira evidência observacional direta que mostra que a corotação do halo de gás não é só possível, como é comum. As descobertas sugerem que o halo de gás em rotação eventualmente irá espiralar em direção ao disco.

“Essa é uma das maiores descobertas sobre o entendimento de como o disco galáctico cresce”, disse Martin, professor de física na UC Santa Barbara e principal autor do estudo. “As galáxias são circundadas por massivos reservatórios de gás que se estendem bem além da porção visível delas. Até agora, era um mistério de como exatamente esse material era transportado para o disco galáctico onde ele era usado como combustível para formar uma nova geração de estrelas”.

O estudo foi publicado no Astrophysical Journal e mostra o resultado combinado de 50 galáxias padrão de formação de estrelas estudadas num período de alguns anos.

Aproximadamente, a uma década atrás, os modelos teóricos faziam a previsão de que o momento angular da rotação do halo de gás frio parcialmente deslocava a força gravitacional puxando ele em direção a galáxia, diminuindo assim a taxa de acreção de gás e aumentando o período de crescimento do disco.

Os resultados obtidos agora confirmam essa teoria, que mostra que o momento angular do halo de gás é grande o suficiente para diminuir a taxa de queda, mas não alto o suficiente para desligar totalmente a alimentação do disco galáctico.

Para chegar a esse resultado, os astrônomos primeiro obtiveram o espectro de quasars brilhantes atrás das galáxias de formação de estrelas para detectar o halo de gás invisível usando para isso as linhas de absorção no espectro dos quasars. Depois, os pesquisadores usaram o sistema de óptica adaptativa do Observatório Keck, chamada de LGSAO e a câmera que atua no infravermelho próximo, chamada de NIRC2 que fica no telescópio Keck II, juntamente com a Wide Field Camera 3 do Hubble para obter imagens de alta resolução das galáxias.

“O que diferencia esse trabalho dos anteriores é que a nossa equipe também usou os quasars como uma estrela de referência, para a guia laser do Keck no seu sistema de óptica adaptativa”, disse Ho. “Esse método remove o borrão causado pela atmosfera e produz imagens detalhadas que são necessárias para que possamos resolver o disco galáctico e determinar geometricamente a orientação do disco galáctico de forma 3D no espaço”.

A equipe então mediu o efeito Doppler das nuvens de gás usando para isso o Low Resolution Imaging Spectrometer, ou LRIS, no Obervatório Keck, bem como obtiveram o espectro usando para isso outro observatório, o de Apache Point. Com isso, os pesquisadores puderam determinara em qual direção o gás estava girando e qual a velocidade. Os dados mostraram que o gás estava girando na mesma direção da galáxia e que o momento angular do gás não era mais forte que a força da gravidade, significando então que o gás irá espiralar em direção ao disco galáctico.

“Do mesmo modo que uma patinadora aumenta o seu momento e a sua velocidade de rotação quando ela junta os braços, o halo de gás está girando provavelmente, hoje, porque ele em algum momento esteve a distâncias muito maiores onde ele foi depositado por ventos galácticos, arrancado por galáxias satélites, ou direcionado para a galáxia por um filamento cósmico”, disse Martin.

O próximo passo para Martin e a sua equipe é medir a taxa com a qual o gás no halo está sendo puxado em direção ao disco galáctico. Comparando a taxa de fluxo nessa direção com a taxa de formação de estrelas, será possível se ter uma linha de tempo evolutiva melhor para as galáxias que forma estrelas, e explicar como os discos galácticos continuam a crescer em escala de tempo de bilhões de anos.

Fonte:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-06/wmko-chg061819.php

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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