Ventos intergalácticos vitais para a evolução da galáxia

Os ventos galácticos são o resultado da explosão de estrelas massivas; eles permitem a troca de matéria entre as galáxias e os seus arredores e desempenham um papel crítico na evolução das galáxias, regulando o seu acúmulo de massa e a formação de estrelas

Pela primeira vez, uma equipe internacional de astrônomos observou em três dimensões (3D) que o gás de galáxias espirais é soprado para cima e para baixo em alta velocidade, para longe da galáxia, confirmando a teoria da evolução galáctica na qual galáxias em formação impulsionam ventos intergalácticos, liberando seu gás ao longo dos polos.

Embora isto já tenha sido observado no universo local, este fenômeno foi observado em galáxias com mais de 7 bilhões de anos e em formação ativa de estrelas.

Ventos difíceis de detectar?

Os ventos galácticos, ou fluxos, são importantes em modelos que descrevem a formação de galáxias; mas são difusos e têm baixa densidade de gás e baixo brilho superficial – o que significa que podem ser difíceis de detectar.

As galáxias crescem capturando gás do seu entorno; acredita-se que este crescimento é reprimido por estrelas jovens e buracos negros supermassivos, que expelem gás para o espaço através de ondas de choque. Não se sabe exatamente o que acontece, mas sem fortes fluxos de gás, as galáxias podem se tornar grandes demais.

Pesquisadores liderados por Yucheng Guo do Lyon Astrophysical Research Centre e do National Centre for Scientific Research (CNRS) combinaram imagens de mais de uma centena de galáxias obtidas em tempos de exposição muito longos pelo Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), um instrumento integrado no European Southern Observatory’s (ESO) Very Large Telescope.

Magnésio e morfologia dos ventos

Para visualizar os ventos galácticos, os pesquisadores estudaram sinais de emissão de átomos de magnésio de quase duzentas galáxias espirais distantes, o que lhes permitiu mapear a morfologia dos ventos. Em metade destas galáxias, observaram o disco de lado e, na outra metade, o disco estava de frente e aparecia como um círculo.

Nas galáxias laterais, o fluxo de gás se moveu perpendicularmente para cima e para baixo. "Detectamos o gás até dezenas de milhares de anos-luz da galáxia, movendo-se através do espaço intergaláctico a centenas de quilômetros por segundo", disse Yucheng Guo, autor principal do estudo, que foi publicado na revista Nature.

"Para mim, é um verdadeiro marco o fato de estarmos finalmente testemunhando fluxos intergalácticos de gás de galáxias comuns", afirmou Joop Schaye, da Universidade de Leiden, coautor do estudo. "Até agora, as observações têm sido difíceis de interpretar, mas graças a este estudo não podemos mais ignorar os ventos bipolares", acrescentou.

Agora que mapearam os fluxos e velocidades médias de gás, os pesquisadores podem testar e ajustar as suas simulações computacionais da evolução das galáxias para esclarecer como as galáxias crescem. Eles também esperam medir até que ponto esses ventos se estendem e a quantidade de matéria que transportam.

"Ainda não sabemos muito sobre as suas propriedades físicas, como o seu tamanho e força, ou como variam com o tempo e em diferentes tipos de galáxias", disse Guo. "Responder a estas questões exigirá observações mais profundas e instalações de última geração, como o instrumento BlueMUSE montado no VLT e o Wide-field Spectroscopic Telescope (WST)", complementou.

Referência da notícia:

GUO, Y. et al. Bipolar outflows out to 10 kpc for massive galaxies at redshift z ≈ 1. Nature, 624, 2023.