Nota de Imprensa

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

11 de Janeiro de 2021

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 Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), 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.

“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 na 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 hoje 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 co-autor 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 excepcional! 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. A ID2299 foi observada pelo ALMA durante apenas alguns minutos, mas o poderoso observatório, localizado no norte do Chile, permitiu à equipa colectar dados suficientes para detectar 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 Extremely Large Telescope do ESO permitirão à equipa explorar as ligações entre as estrelas e o gás na ID2299, o que nos poderá dar novas pistas sobre a evolução das galáxias.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “A titanic interstellar medium ejection from a massive starburst galaxy at z=1.4” que será publicado na revista especialidade Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-01268-x).

A equipa é composta por A. Puglisi (Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University, RU e CEA, IRFU, DAp, AIM, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS, França [CEA]), E. Daddi (CEA), M. Brusa (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Itália e INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Itália), F. Bournaud (CEA), J. Fensch (Univ. Lyon, ENS de Lyon, Univ. Lyon 1, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, França), D. Liu (Instituto Max Planck de Astronomia, Alemanha), I. Delvecchio (CEA), A. Calabrò (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Itália), C. Circosta (Department of Physics & Astronomy, University College London, RU), F. Valentino (Centro Cosmic Dawn do Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhaga e DTU-Space, Universidade Técnica da Dinamarca, Dinamarca), M. Perna (Centro de Astrobiología (CAB, CSIC–INTA), Departamento de Astrofísica, Espanha e INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itália), S. Jin (Instituto de Astrofísica de Canarias e Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, Espanha), A. Enia (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Padova, Itália [Padova]), C. Mancini (Padova) e G. Rodighiero (Padova e INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Itália).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infraestruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica internacional, surge no âmbito de uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional Científico da Taiwan (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2101, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

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