Halo Gigante Envolve a Galáxia de Andrómeda

Uma equipa de cientistas usou o Telescópio Espacial Hubble para estudar a forma como a luz ultravioleta de quasares distantes posicionados em torno da Galáxia de Andrómeda era atenuada. Neste processo descobriu que a galáxia está envolvida num enorme halo de gás ionizado, difuso e invisível. Com esta descoberta, a galáxia passa a ser 10 vezes maior (e mil vezes mais volumosa) do que as melhores estimativas actuais faziam crer. A descoberta é de suprema importância para a compreensão da formação e evolução das galáxias espirais, como é o caso da Galáxia de Andrómeda e da Via Láctea.


Situada a cerca de 2.5 milhões de anos-luz, a Galáxia de Andrómeda é uma galáxia espiral gigante, com cerca de 200 mil anos-luz de extensão, o dobro da Via Láctea. É a maior galáxia do Grupo Local, um pequeno grupo de pelo menos 40 destes objectos que inclui também a Via Láctea e se encontra na periferia do Super-Enxame de Virgem. É facilmente visível a olho nu num local sem poluição luminosa, como uma pequena mancha difusa e alongada, próximo da estrela ν (nu) da constelação de Andrómeda. O seu tamanho angular de 3 graus, cerca de 6 vezes o diâmetro aparente da Lua, torna-a difícil de observar na totalidade num único campo de visão telescópico. De facto, a galáxia e as suas duas satélites mais conspícuas, Messier 32 e 110, formam um conjunto espectacular num bom par de binóculos grandes como uns 20x80mm.

Esta composição de imagens mostra o tamanho aparente da Galáxia de Andrómeda comparado com o da Lua. Fonte: http://imgur.com/gallery/vHFv8g0.

Para fazer esta descoberta, a equipa, liderada por Nicolas Lehner, da Universidade de Notre Dame, nos Estados Unidos, utilizou dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble obtidos ao longo de 5 anos. Neste período, o telescópio foi utilizado para observar vários quasares distantes situados na direcção da galáxia. Estes dados, obtidos no ultravioleta com o COS (Cosmic Origins Spectrograph) e arquivados no Space Telescope Science Institute, são uma verdadeira mina, como de resto pôde constatar a equipa. Os cientistas identificaram 18 quasares longínquos cuja luz teria de atravessar um hipotético halo de gás que envolvesse a galáxia. Ao atravessar esse halo, a luz dos quasares seria absorvida parcialmente pelos átomos do gás aí existente, um efeito que a equipa poderia utilizar para estimar a extensão do halo e a distribuição do gás.

A Galáxia de Andrómeda e as duas satélites mais conhecidas, Messier 32 (ligeiramente acima e à esquerda do núcleo) e Messier 110 (abaixo de núcleo, ligeiramente à direita). Fonte: http://www.starpointing.com/ccd/m31.html.

O estudo dos dados do Hubble demonstrou de facto a presença deste efeito de atenuação da luz dos quasares, revelando a existência de um halo gigante de gás ionizado em torno da Galáxia de Andrómeda. Nicolas Lehner explica assim a importância desta descoberta para a compreensão da evolução das galáxias:

“Os halos são as atmosferas gasosas das galáxias. De acordo com os modelos actuais de evolução das galáxias, as propriedades dos halos determinam [por exemplo] o ritmo a que as galáxias formam estrelas”

A equipa estima que este halo de gás ionizado e difuso contém uma massa equivalente a metade da massa existente na forma de estrelas na galáxia. Se fosse visível a olho nu, o halo teria 60 vezes o diâmetro da Lua ou cerca de 30 graus!

A luz ultravioleta emitida por quasares distantes é absorvida por iões atómicos num halo de gás gigante que envolve a Galáxia de Andrómeda. Observando fontes em posições distintas em torno da galáxia, os cientistas puderam determinar o tamanho do halo e a forma com o gás está distribuído. Crédito: NASA, ESA, e A. Feild (STScI).

Uma questão pertinente que se põe de imediato diz respeito à origem deste halo. Simulações da evolução de galáxias, baseadas nos modelos teóricos actuais, sugerem que o halo se terá formado ao mesmo tempo que o resto da galáxia. No entanto, a equipa pôde determinar também que o gás do halo é enriquecido em “metais” — elementos mais pesados do que o hidrogénio e hélio. De facto, a luz ultravioleta dos quasares é absorvida em certos comprimentos de onda por iões de carbono, oxigénio e silício, no halo. Estes elementos não foram formados no Big Bang mas sim em gerações sucessivas de estrelas maciças que explodiram em supernovas. O gás não é, portanto, composto apenas por material primordial; foi dopado por milhões de supernovas que ocorreram nos braços espirais da Galáxia de Andrómeda e atiraram violentamente os elementos nelas sintetizados para o espaço, inclusive para o halo. Os cientistas estimam que, desta forma, perto de metade dos elementos pesados sintetizados pelas estrelas da galáxia foram dispersados para lá dos 200 mil anos-luz do disco visível.

O artigo descrevendo esta descoberta foi publicado no Astrophysical Journal.

(Fonte: STScI)

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