Crédito da imagem: Chandra
Uma nova imagem do Observatório de Raios-X Chandra mostra uma galáxia distante que costumava parecer com a nossa Via Láctea colidindo com um aglomerado de galáxias a 7,5 milhões de quilômetros por hora. A força dessa colisão é tão forte que o hidrogênio ambiental da galáxia está sendo removido, deixando apenas os braços espirais esqueléticos. Sem hidrogênio, a nova formação estelar na galáxia parou. Embora colisões de galáxias tenham sido vistas antes, esta é a mais rápida e violenta já vista.
Ao arrastar 200.000 anos-luz de serpentinas de gás fervente, uma galáxia que já foi como a Via Láctea está sendo destruída quando mergulha a 7,5 milhões de quilômetros por hora no coração de um aglomerado distante de galáxias. Nesta colisão invulgarmente violenta com o gás ambiente, a galáxia é despojada até os braços espirais esqueléticos à medida que é eviscerada de hidrogênio fresco para criar novas estrelas.
O desaparecimento prematuro da galáxia está oferecendo novas pistas para resolver o mistério do que acontece às galáxias espirais em um universo violento. As visões do universo primitivo mostram que as galáxias espirais já foram muito mais abundantes em ricos aglomerados de galáxias. Mas eles parecem ter desaparecido ao longo do tempo cósmico. Para onde foram esses "corpos desaparecidos"?
Os astrônomos estão usando uma ampla gama de telescópios e técnicas de análise para conduzir uma visão "CSI" ou no estilo de Investigador da Cena do Crime, sobre o que está acontecendo com esta galáxia dentro da vizinhança acidentada do cluster. "É um caso claro de ataque e bateria de galáxias", diz William Keel, da Universidade do Alabama. "Esta é a primeira vez que temos um conjunto completo de resultados de técnicas tão díspares mostrando o crime cometido e o modus operandi".
Keel e colegas estão apresentando a "evidência forense" do fim da vida da galáxia, em uma série de apresentações hoje em Atlanta, Geórgia, na 203ª reunião da Sociedade Astronômica Americana. Os astrônomos reuniram as evidências combinando uma variedade de observações de diagnóstico de telescópios que analisam a aparência da galáxia em raios-X, luz óptica e rádio. Observações paralelas em diferentes comprimentos de onda traçam como estrelas, gás e poeira estão sendo lançadas e arrancadas da frágil galáxia, chamada C153. Embora essas galáxias "angustiadas" já tenham sido vistas antes, a morte desta é extraordinariamente rápida e violenta. A galáxia pertence a um aglomerado de galáxias que se chocou com outro aglomerado cerca de 100 milhões de anos atrás. Essa galáxia sofreu o impacto da batida ao cair ao longo de uma trajetória reta através do núcleo denso do aglomerado em colisão.
"Isso ajuda a explicar as estranhas emissões de raios-X e rádio que vemos", diz Keel. "A galáxia é um laboratório para estudar como o gás pode ser removido quando voa através do gás quente do cluster, interrompendo o nascimento de estrelas e transformando a galáxia."
A primeira sugestão de caos galáctico neste aglomerado ocorreu em 1994, quando o radiotelescópio Very Large Array, próximo a Socorro, NM, detectou um número incomum de galáxias de rádio no aglomerado, chamado Abell 2125. As fontes de rádio traçam tanto a formação de estrelas quanto a alimentação de buracos negros em aglomerados de galáxias. As observações de rádio também mostraram que o C153 se destacava das outras galáxias como uma fonte de rádio excepcionalmente poderosa.
A equipe de Keel iniciou um extenso programa de observações adicionais para descobrir detalhes sobre as galáxias. “Isso foi projetado para ver qual seria a conexão entre eventos na escala de 10 milhões de anos-luz da fusão de clusters e o que acontece nas galáxias individuais”, diz Keel.
Observações de raios-X do satélite ROSAT (sigla para Roentgen Satellite) demonstraram que o aglomerado contém grandes quantidades de gás de 36 milhões de graus Fahrenheit (20 milhões de graus Kelvin) que envolve as galáxias. O gás é concentrado em dois nódulos principais, em vez de ser distribuído suavemente pelo cluster, como é mais comum.
Isso reforçou a suspeita de que dois aglomerados de galáxias estão realmente colidindo. No meio da década de 1990, os astrônomos giraram o telescópio Mayall de 4 metros e o WIYN de 3,5 metros no Observatório Nacional Kitt Peak no cluster para analisar a luz das estrelas por espectroscopia. Eles encontraram muitos sistemas de formação de estrelas e até buracos negros galácticos ativos alimentados pela colisão. A galáxia em desintegração C153 se destacou dramaticamente quando os telescópios KPNO foram usados para fotografar o aglomerado em cores.
Os astrônomos treinaram o Telescópio Espacial Hubble (HST) da NASA no C153 e resolveram uma forma bizarra. Eles descobriram que a galáxia parece estranhamente desajeitada com muitos aglomerados de estrelas jovens e características caóticas de poeira. Além dos recursos interrompidos no disco da galáxia, o HST também mostrou que a luz na cauda é atribuída principalmente à recente formação estelar, fornecendo um link direto para a remoção da galáxia à medida que ela passava pelo núcleo do aglomerado. O gás comprimido ao longo da borda da galáxia, como a neve antes de um arado, provocou uma tempestade de novo nascimento estelar. Evidências de recente formação estelar também vêm do espectro óptico obtido no telescópio Gemini North, de 10 metros, no Havaí. O espectro permite aos pesquisadores estimar o tempo desde o último surto de formação de estrelas.
Essa conclusão foi reforçada ainda mais quando a câmera Mosaic no telescópio Mayall de Kitt Peak encontrou uma cauda muito longa de gás estendido saindo da galáxia. Aparentemente, a cauda foi gerada em parte por um furacão de ventos estelares fervendo nas novas regiões de nascimento estelar e soprando para trás enquanto a galáxia se espalha pelo gás quente circundante.
Observações espectroscópicas com o telescópio Gemini permitiram aos astrônomos marcar a data da explosão estelar. Eles descobriram que 90% da luz azul de C153 é de uma população de estrelas com 100 milhões de anos. Essa era corresponde ao tempo em que a galáxia deveria passar pelo gás mais denso do núcleo do aglomerado.
As observações espectroscópicas de Gêmeos mostram que as estrelas estão em um padrão regular de movimento orbital ao redor do centro, como é habitual para galáxias em disco. No entanto, existem várias nuvens de gás espalhadas, independentemente das estrelas. “Essa é uma pista importante de que algo além das forças gravitacionais deve estar em ação, uma vez que estrelas e gás respondem da mesma maneira a forças puramente gravitacionais”, diz Keel. "Em outras palavras, o gás da galáxia não sabe o que as estrelas estão fazendo."
O Observatório de Raios-X Chandra da NASA descobriu que as nuvens mais frias detectadas com telescópios ópticos e um recurso de rádio associado estão incorporadas a uma trilha de gás muito maior, com milhões de graus. Os dados de Chandra indicam que esse gás quente provavelmente foi enriquecido em elementos pesados pela explosão estelar e expulso da galáxia por seu movimento supersônico através da nuvem muito maior de gás que permeia o aglomerado.
Coletivamente, essas observações oferecem evidências de que a pressão de aríete do gás externo no aglomerado está retirando o gás da galáxia. Há muito que esse processo tem a hipótese de explicar a evolução forçada das galáxias de aglomerados. Suas consequências foram vistas de várias maneiras. Alguns exemplos próximos, o Sexteto de Seyfert e o Quinteto de Stefan, são grupos que mostram as conseqüências de colisões em alta velocidade.
A galáxia C153 está destinada a perder os últimos vestígios de seus braços espirais e se tornar uma galáxia branda do tipo S0, com uma protuberância e disco centrais, mas sem estrutura de braços espirais. Esses tipos de galáxias são comuns nos densos aglomerados de galáxias vistos hoje. Os astrônomos planejam fazer novas observações com Gêmeos novamente em 2004 para estudar a dinâmica do gás e das estrelas na cauda.
Os membros da equipe científica são William Keel (Universidade do Alabama), Frazer Owen (Observatório Nacional de Radioastronomia), Michael Ledlow (Observatório Gemini) e Daniel Wang (Universidade de Massachusetts).
O Marshall Space Flight Center da NASA, Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra para o Office of Space Science, sede da NASA, em Washington. Northrop Grumman, de Redondo Beach, Califórnia, anteriormente TRW, Inc., foi a principal contratada de desenvolvimento do observatório. O Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas e de vôo do Chandra X-ray Center em Cambridge, Massachusetts.
Fonte original: Chandra News Release
