A formação de estrelas em galáxias é um tema que tem intrigado astrônomos e cientistas por décadas. A questão central é: as galáxias formam estrelas de maneira contínua ou em surtos abruptos? Uma pesquisa recente buscou desvendar essa questão, analisando a luz estelar de centenas de galáxias para compreender suas histórias de formação estelar.
Quando novas estrelas se formam, elas aquecem e perturbam o ambiente ao seu redor. Este fenômeno, conhecido como retroalimentação ou “feedback”, envolve diversos processos, incluindo supernovas e jatos provenientes de buracos negros supermassivos em processo de acreção. Esses fatores podem influenciar a taxa com que uma galáxia forma novas estrelas, fazendo com que a formação estelar ocorra de maneira intermitente. Mas, como discernir se uma galáxia teve uma formação estelar contínua ou abrupta?
Ao observarmos uma galáxia, testemunhamos a luz combinada de bilhões de estrelas. Estudando determinados comprimentos de onda dessa luz, é possível mapear o período em que algumas dessas estrelas se formaram. Estrelas ultraquentes, classificadas como O e B, ionizam bolhas de gás hidrogênio ao seu redor, fazendo com que esse gás emita uma luz vermelha, conhecida como emissão H-alfa. Esta emissão diminui drasticamente apenas 5 milhões de anos após o início da formação estelar. Portanto, detectar a emissão H-alfa de uma galáxia indica uma formação estelar recente. Estrelas B e A, um pouco mais frias, emitem luz ultravioleta de forma constante por cerca de 200 milhões de anos. Ao medir a luz ultravioleta e H-alfa de uma galáxia, podemos investigar sua formação estelar ao longo dos últimos 200 milhões de anos.
Vihang Mehta, do IPAC-Caltech, juntamente com sua equipe, analisou as histórias recentes de formação estelar de 979 galáxias. Eles utilizaram imagens ultravioletas e espectros infravermelhos do Telescópio Espacial Hubble. Estes conjuntos de dados permitiram determinar a emissão ultravioleta das estrelas B e A mais frias e a emissão H-alfa do gás ionizado ao redor das estrelas O e B mais quentes. Vale ressaltar que as galáxias estudadas possuem desvios para o vermelho entre 0,7 e 1,5, o que significa que sua emissão H-alfa vermelha foi deslocada para o infravermelho.
Com base nesses dados, a equipe de Mehta calculou a relação entre as emissões ultravioleta e H-alfa para cada galáxia. Para interpretar os resultados, modelaram como a formação estelar contínua e explosiva afetaria essa relação. No caso da formação contínua, a relação aumenta lentamente até um valor constante. Já em um surto de formação estelar, a relação atinge valores elevados antes de se estabilizar.
Ao combinar as imagens das galáxias e fazer uma média azimutal, a equipe conseguiu rastrear a importância relativa da formação estelar contínua e explosiva em função da distância do centro galáctico. Descobriu-se que a formação explosiva de estrelas é mais relevante nas periferias das galáxias do que em seus centros. Ao categorizar as galáxias por massa, observou-se que galáxias de massa baixa e intermediária apresentam formação explosiva em toda a sua extensão. Por outro lado, galáxias de alta massa tendem a ter uma formação estelar contínua em seus centros e explosiva em suas bordas. Além disso, regiões com menor densidade estelar tendem a apresentar formação explosiva, independentemente da massa total da galáxia.
Os padrões revelados neste estudo são fundamentais para refinar nossos modelos de formação estelar. E, como sempre, os dados do Telescópio Espacial James Webb podem aprimorar ainda mais essa investigação, alcançando desvios para o vermelho ainda maiores, remontando até o meio-tempo cósmico, quando a formação estelar do universo estava em seu ápice.
Este estudo é um marco na compreensão da formação estelar em galáxias e promete direcionar futuras pesquisas no campo da astrofísica. Continuaremos acompanhando os avanços nesta área e compartilhando as descobertas mais recentes com nossos leitores.
Fonte:
https://aasnova.org/2023/08/02/studying-star-formation-history-smooth-or-bursty/
