ALMA captura galáxia distante em colisão a morrer à medida que perde a capacidade de formar novas estrelas

As galáxias começam a “morrer” quando param de formar estrelas, mas até agora os astrónomos nunca tinham observado claramente o início deste processo numa galáxia distante. Com o auxílio do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro, os astrónomos observaram uma galáxia a lançar para o exterior quase metade do seu gás, gás esse que deveria ser utilizado para formar estrelas. Esta ejeção de matéria está a ocorrer a uma taxa surpreendente, equivalente a 10.000 sóis por ano, o que significa que a galáxia está a perder muito rapidamente o “combustível” necessário à formação de novas estrelas. A equipa pensa que este evento terá sido despoletado pela colisão com outra galáxia, o que poderá levar os astrónomos a repensar o modo como as galáxias param de formar novas estrelas.

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“Esta é a primeira vez que observamos uma galáxia com formação estelar massiva típica no Universo distante prestes a ‘morrer’ devido a uma ejeção massiva de gás frio,” disse Annagrazia Puglisi, investigadora principal do novo estudo, da Universidade de Durham, Reino Unido, e do Centro de Investigação Nuclear de Saclay (CEA-Saclay), França. A galáxia, ID2299, está tão distante que a sua luz demora 9 mil milhões de anos a chegar até nós; vemo-la por isso quando o Universo tinha apenas 4,5 mil milhões de anos de idade.

A ejeção de gás está a ocorrer a uma taxa equivalente a 10.000 sóis por ano, removendo uns incríveis 46% do gás frio total existente em ID2299. A pista elusiva que alertou os cientistas para o que estava a acontecer nesta galáxia foi a associação do gás ejetado com uma “cauda de maré”. As caudas de maré são correntes alongadas de estrelas e gás que se estendem para o espaço interestelar e que são criadas quando duas galáxias se fundem, mas que são normalmente muito ténues para poderem ser observadas em galáxias distantes. No entanto, a equipa conseguiu observar esta estrutura relativamente brilhante mesmo na altura em que estava a ser lançada para o espaço, conseguindo identificá-la como uma cauda de maré.

A maioria dos astrónomos pensa que os ventos causados pela formação estelar e a atividade de buracos negros nos centros de galáxias massivas são responsáveis por lançar para o espaço material que, de outro modo, seria utilizado na formação estelar, terminando assim com a capacidade das galáxias de formar novas estrelas. Contudo, o novo estudo publicado na Nature Astronomy sugere que as fusões galácticas podem também ser responsáveis por ejetar para o espaço este “combustível” de formação estelar.

“O nosso estudo sugere que as ejeções de gás podem ter origem em fusões e que ventos e caudas de maré podem parecer muito semelhantes,” explica o coautor do estudo Emanuele Daddi do CEA-Saclay. Por causa disso, algumas das equipas que anteriormente identificaram ventos lançados por galáxias distantes poderão de facto ter observado caudas de maré a ejetar gás dessas galáxias. “Este facto pode levar-nos a rever o que sabemos sobre como ‘morrem’ as galáxias distantes,” acrescenta Daddi.

Puglisi concorda com a importância da descoberta da equipa: “Fiquei muito entusiasmada ao descobrir uma galáxia tão excecional! Estava ansiosa para aprender mais sobre este estranho objeto, pois convenci-me de que havia aqui uma lição importante sobre a evolução de galáxias distantes.”

Esta descoberta surpreendente foi feita por acaso quando a equipa estava a analisar um rastreio de galáxias obtido pelo ALMA com o objetivo de estudar as propriedades do gás frio em mais de 100 galáxias distantes. ID2299 foi observada pelo ALMA durante apenas alguns minutos, mas o poderoso observatório, localizado no norte do Chile, permitiu à equipa recolher dados suficientes para detetar a galáxia e a sua cauda de ejeção.

“O ALMA lançou uma nova luz sobre os mecanismos que podem fazer parar a formação estelar em galáxias distantes. Testemunhar um tal evento de perturbação tão massivo permite-nos acrescentar uma peça importante ao complexo puzzle da evolução galáctica,” explica Chiara Circosta, uma investigadora na University College London, Reino Unido, que também contribuiu para este trabalho.

No futuro, a equipa poderá usar o ALMA para fazer observações com maior resolução e mais profundas desta galáxia, para tentar compreender melhor a dinâmica do gás ejetado. Observações com o futuro ELT (Extremely Large Telescope) do ESO permitirão à equipa explorar as ligações entre as estrelas e o gás em ID2299, o que nos poderá dar novas pistas sobre a evolução das galáxias.

// ESO (comunicado de imprensa)
// Observatório ALMA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Durham (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (PDF)

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