“Pesagem” do vento galáctico fornece pistas para a evolução das galáxias

Composição da Galáxia do Charuto (também chamada M82), uma galáxia “starburst” a cerca de 12 milhões de anos-luz na direcção da constelação de Ursa Maior. O campo magnético detectado pelo SOFIA parece seguir os fluxos bipolares (vermelho) gerados pela intensa formação estelar explosiva. A imagem combina luz estelar visível (cinzento) e traços de hidrogénio gasoso (vermelho) do Observatório Kitt Peak, com luz estelar e poeira no infravermelho próximo e longínquo (amarelo) do SOFIA e do Telescópio Espacial Spitzer.
Crédito: NASA/SOFIA/E. Lopez-Rodriguez; NASA/Spitzer/J. Moustakas et al.

A Galáxia do Charuto (M82) é famosa pela sua extraordinária velocidade em fabricar novas estrelas, 10 vezes mais depressa que a Via Láctea. Agora, foram usados dados do SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) para estudar esta galáxia em mais detalhe, revelando como o material que afecta a evolução das galáxias pode entrar no espaço intergaláctico.

Os investigadores descobriram, pela primeira vez, que o vento galáctico que flui do centro da Galáxia do Charuto (M82) está alinhado com o campo magnético e transporta uma massa muito grande de gás e poeira – o equivalente a 50 a 60 milhões de sóis.

“O espaço entre as galáxias não está vazio,” disse Enrique Lopez-Rodriguez, cientista da USRA (Universities Space Research Association) que trabalha na equipa do SOFIA. “Contém gás e poeira – que são as matérias-primas das estrelas e das galáxias. Agora, temos uma melhor compreensão de como esta matéria escapou do interior das galáxias ao longo do tempo.”

Além de ser um exemplo clássico de uma galáxia “starburst”, o que significa que está a formar um número extraordinário de estrelas em comparação com a maioria das outras galáxias, M82 também tem ventos fortes que sopram gás e poeira para o espaço intergaláctico. Os astrónomos há muito que teorizam que estes ventos também arrastariam o campo magnético da galáxia na mesma direcção, mas, apesar de vários estudos, não havia nenhuma prova observacional do conceito.

Usando o observatório aéreo SOFIA, os cientistas descobriram definitivamente que o vento da Galáxia do Charuto não só transporta uma quantidade enorme de gás e poeira para o meio intergaláctico, como também arrasta o campo magnético de modo que fica perpendicular ao disco galáctico. De facto, o vento arrasta o campo magnético a mais de 2000 anos-luz – quase a dimensão do próprio vento.

“Um dos principais objectivos desta investigação era o de avaliar quão eficientemente o vento galáctico pode arrastar o campo magnético,” disse Lopez-Rodriguez. “Não esperávamos encontrar o campo magnético alinhado com o vento numa área tão grande.”

Estas observações indicam que os fortes ventos associados ao fenómeno de formação estelar explosiva podem ser dos mecanismos responsáveis por “semear” material e injectar um campo magnético no meio intergaláctico próximo. Caso tenham ocorrido processos semelhantes no início do Universo, estes podem ter afetado a evolução fundamental das primeiras galáxias.

Os resultados foram publicados na edição de Janeiro de 2019 da revista The Astrophysical Journal Letters.

O mais novo instrumento do SOFIA, o HAWC+ (High-resolution Airborne Wideband Camera-Plus), usa luz infravermelha longínqua para observar grãos de poeira celeste, que se alinham ao longo das linhas do campo magnético. Com estes resultados, os astrónomos podem inferir a forma e a direcção do campo magnético, de outra maneira invisível. A radiação infravermelha longínqua fornece informações importantes sobre os campos magnéticos porque o sinal é limpo e não está contaminado pela emissão de outros mecanismos físicos, como a luz visível dispersa.

“O estudo dos campos magnéticos intergaláctico – e sua evolução – é fundamental para entender como as galáxias evoluíram ao longo da história do Universo,” disse Terry Jones, professor emérito da Universidade de Minnesota, em Minneapolis, investigador principal deste estudo. “Com o instrumento HAWC+ do SOFIA, temos agora uma nova perspectiva sobre estes campos magnéticos.”

Astronomia On-line
8 de Março de 2019

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