3746: ALMA descobre disco giratório e massivo no Universo jovem

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de Wolfe Disk, uma galáxia massiva de disco giratório no Universo jovem e empoeirado. A galáxia foi inicialmente descoberta quando o ALMA examinou a luz de um quasar mais distante (topo esquerdo).
Crédito: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

No nosso Universo de 13,8 mil milhões de anos, a maioria das galáxias como a Via Láctea forma-se gradualmente, atingindo a sua grande massa relativamente tarde. Mas uma nova descoberta feita com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), de uma galáxia massiva e de disco giratório, vista quando o Universo tinha apenas 10% da sua idade actual, desafia os modelos tradicionais de formação galáctica. Esta investigação foi publicada dia 20 de maio na revista Nature.

A galáxia DLA0817g, apelidada de “Wolfe Disk” em homenagem ao falecido astrónomo Arthur M. Wolfe, é a galáxia de disco giratório mais distante já observada. O poder incomparável do ALMA tornou possível ver esta galáxia a girar a 272 km/s, semelhante à nossa Via Láctea.

“Embora estudos anteriores tenham sugerido a existência destas galáxias precoces de disco, ricas em gás e giratórias, graças ao ALMA agora temos evidências inequívocas de que existiam apenas 1,5 mil milhões de anos após o Big Bang,” disse o autor principal Marcel Neeleman do Instituto Max Planck para Astronomia em Heidelberg, Alemanha.

Como é que “Wolfe Disk” se formou?

A descoberta de Wolfe Disk oferece um desafio para muitas simulações de formação de galáxias, que preveem que galáxias massivas, neste ponto da evolução do cosmos, cresceram através de muitas fusões de galáxias mais pequenas e aglomerados quentes de gás.

“A maioria das galáxias que encontramos no início do Universo parecem destroços de acidentes porque foram submetidas a uma fusão consistente e muitas ‘violenta’,” explicou Neeleman. “Estas fusões escaldantes dificultam a formação de discos giratórios frios e bem ordenados, como observamos no nosso Universo actual.”

Na maioria dos cenários de formação galáctica, as galáxias só começam a mostrar um disco bem formado cerca de 6 mil milhões de após o Big Bang. O facto dos astrónomos encontrarem uma galáxia deste tipo, quando o Universo tinha apenas 10% da sua idade actual, indica que outros processos de crescimento devem ter dominado.

“Pensamos que Wolfe Disk tenha crescido principalmente através de acreção constante de gás frio,” disse J. Xavier Prochaska, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, co-autor do artigo. “Ainda assim, uma das questões que resta é como montar uma massa tão grande de gás, mantendo um disco giratório relativamente estável.”

Formação estelar

A equipa também usou o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF (National Science Foundation) e o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA para aprender mais sobre a formação estelar em Wolfe Disk. Nos comprimentos de onda do rádio, o ALMA analisou os movimentos e a massa de gás atómico e poeira enquanto o VLA media a quantidade de massa molecular – o combustível da formação estelar. No ultravioleta, o Hubble observou estrelas massivas. “O ritmo de formação estelar em Wolfe Disk é pelo menos dez vezes maior do que na nossa própria Galáxia,” explicou Prochaska. “Deve ser uma das galáxias de disco mais produtivas do Universo jovem.”

Uma galáxia “normal”

Wolfe Disk foi descoberta pelo ALMA em 2017. Neeleman e a sua equipa encontraram a galáxia quando examinaram a luz de um quasar mais distante. A luz do quasar foi absorvida ao passar por um enorme reservatório de hidrogénio gasoso em redor da galáxia – e foi assim que se revelou. Em vez de procurar luz directa de galáxias extremamente brilhantes, mas mais raras, os astrónomos usaram este método de “absorção” para encontrar galáxias mais fracas e mais “normais” no início do Universo.

“O facto de termos encontrado Wolfe Disk usando este método, diz-nos que pertence à população normal de galáxias presentes nos primeiros tempos,” disse Neeleman. “Quando as nossas mais recentes observações com o ALMA mostraram surpreendentemente que está a girar, percebemos que as galáxias de disco giratório precoces não são tão raras quanto pensávamos e que devem existir muitas mais por aí.”

“Esta observação resume como a nossa compreensão do Universo é aprimorada com a sensibilidade avançada que o ALMA traz à radioastronomia,” disse Joe Pesce, director do programa de astronomia da NSF, que financia o telescópio. “O ALMA permite-nos fazer descobertas novas e inesperadas em quase todas as observações.”

Astronomia On-line
26 de Maio de 2020

 

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3734: Há uma galáxia fria e rebelde no Universo primitivo. É a mais antiga já encontrada

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello

Uma equipa de investigadores descobriu a galáxia de disco maciço rotativo mais distante já observada. Embora galáxias semelhantes à Via Láctea sejam comuns em todo o Universo, nunca tinha sido descoberta uma tão grande e tão antiga quanto esta.

Apelidado de Wolfe Disk, em homenagem ao falecido astrónomo Arthur M. Wolfe, a galáxia DLA0817g gira a 272 quilómetros por segundo e pesa 72 mil milhões de vezes a massa do Sol.

Esta é a galáxia de disco mais antiga alguma vez encontrada: formou-se quando o Universo tinha 10% da idade actual. As observações, conduzidas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), colidem com os modelos tradicionais que defendem que uma galáxia de disco maciço como esta se forme cerca de seis mil milhões de anos após o Big Bang, o que não é tão cedo.

“Embora estudos anteriores sugerissem a existência dessas galáxias em disco ricas em gás e rotativas, graças ao ALMA, agora temos evidências inequívocas de que ocorrem 1,5 mil milhões de anos após o Big Bang”, disse Marcel Neeleman, do Instituto de Astronomia Max Planck e autor principal do estudo, em comunicado.

De acordo com o New Scientist, isto pode significar que galáxias como a Via Láctea podem ter começado a formar-se muito mais cedo na História do universo do que pensávamos.

Acredita-se que as galáxias se formem através de muitas fusões de galáxias mais pequenas, bem como capturando aglomerados quentes de gás. O processo é caótico e leva a uma galáxia confusa que só se torna um objecto mais ordenado após milhares de milhões de anos.

Porém, será necessário outro mecanismo para explicar a formação desta estranha e rebelde galáxia. “Acreditamos que a Wolfe Disk tenha crescido principalmente através da acumulação constante de gás frio“, explicou o co-autor J. Xavier Prochaska, da Universidade da Califórnia. “Ainda assim, uma das questões que resta é como montar uma massa de gás tão grande, mantendo um disco rotativo relativamente estável”.

De acordo com o estudo publicado este mês na revista científica Nature, a galáxia está a formar estrelas a uma taxa 10 vezes maior do que a nossa própria galáxia. Este é uma das taxas mais altas durante aquela época do Universo, mas longe do mais alto de todos os tempos.

A galáxia foi descoberta pela primeira vez em 2017, enquanto a equipa estudava a luz de um quasar luminoso distante, um tipo específico de galáxia activa. A emissão do quasar foi alterada pela grande nuvem de hidrogénio ao redor da Wolfe Disk, permitindo a descoberta de uma galáxia muito mais fraca.

“O fato de termos encontrado a Wolfe Disk usando este método diz-nos que pertence à população normal de galáxias presentes nos primeiros tempos”, disse Neeleman. “Quando as nossas mais recentes observações do ALMA mostraram surpreendentemente que está a girar, percebemos que as galáxias em disco rotativo primitivo não são tão raras como pensávamos e que deve haver muitas mais por aí.”

ZAP //

Por ZAP
23 Maio, 2020

 

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