Hubble detecta escudo de gás que protege galáxias anãs

Através do Telescópio Espacial Hubble, uma equipe de astrônomos encontrou um escudo protetor de gás superalimentado quente que protege o sistema de nuvens da Galáxia de Magalhães. Com esse escudo impedindo que o suprimento de gás seja desviado, a galáxia permanece formando novas estrelas, mesmo após bilhões de anos em uma jornada perigosa. 

A descoberta foi publicada na revista científica Nature e aborda um novo aspecto da evolução das galáxias. “As galáxias se envolvem em casulos gasosos, que atuam como escudos defensivos contra outras galáxias”, disse o co-investigador Andrew Fox, do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, Maryland.

Os pesquisadores usaram observações espectroscópicas de luz ultravioleta de quasares para detectar e mapear a Coroa de Magalhães, um halo difuso de gás quente e superalimentado que cerca as Pequenas e Grandes Nuvens de Magalhães. Mostrada aqui em roxo, a coroa se estende por mais de 100.000 anos-luz da massa principal de estrelas, gás e poeira que compõem as Nuvens de Magalhães, misturando-se com a coroa mais quente e extensa que circunda a Via Láctea. As Nuvens de Magalhães, galáxias anãs a cerca de 160.000 anos-luz da Terra, são os maiores satélites da Via Láctea e acredita-se que estejam em sua primeira passagem em queda ao redor da Via Láctea. Esta jornada começou a desvendar o que antes eram espirais barradas com vários braços em galáxias de forma mais irregular com longas caudas de detritos. Acredita-se que a coroa aja como um amortecedor que protege o gás vital de formação de estrelas das galáxias anãs da atração gravitacional da Via Láctea, muito maior. A detecção da Coroa de Magalhães foi feita analisando padrões em luz ultravioleta de 28 quasares de fundo distantes. À medida que a luz do quasar passa pela coroa, certos comprimentos de onda (cores) da luz ultravioleta são absorvidos.

Previsto

Os astrônomos previram a existência da ‘coroa’ há vários anos. “Descobrimos que, se incluíssemos uma coroa nas simulações das Nuvens de Magalhães caindo na Via Láctea, poderíamos explicar a massa de gás extraído pela primeira vez”, explicou Elena D’Onghia, co-investigadora da Universidade de Wisconsin-Madison. “Sabíamos que a Grande Nuvem de Magalhães deveria ter massa suficiente para ter uma coroa”.

Mas, embora a coroa se estenda a mais de 100.000 anos-luz das nuvens de Magalhães e cubra uma grande parte do céu do sul, ela é efetivamente invisível. Mapeá-lo exigiu vasculhar 30 anos de dados arquivados para medições adequadas.

Os pesquisadores pensam que a coroa de uma galáxia é um remanescente da nuvem primordial de gás que entrou em colapso para formar a galáxia bilhões de anos atrás. Embora as coroas tenham sido vistas ao redor de galáxias anãs mais distantes, os astrônomos nunca haviam conseguido sondar uma com tantos detalhes quanto isso.

Há muitas previsões de simulações de computador sobre como elas deveriam ser, como elas deveriam interagir ao longo de bilhões de anos, mas observacionalmente não podemos realmente testar a maioria delas porque as galáxias anãs são tipicamente muito difíceis de detectar”, disse Krishnarao. Por estarem bem à nossa porta, as Nuvens de Magalhães oferecem uma oportunidade ideal para estudar como as galáxias anãs interagem e evoluem.

Vasculhando arquivos

Em busca de evidências diretas da Coroa de Magalhães, a equipe vasculhou os arquivos do Hubble e do FUSE em busca de observações ultravioletas de quasares localizados bilhões de anos-luz atrás dela. Quasares são os núcleos extremamente brilhantes de galáxias que abrigam enormes buracos negros ativos. 

A equipe raciocinou que, embora a coroa fosse muito fraca para ser vista sozinha, ela deveria ser visível como uma espécie de neblina obscurecendo e absorvendo padrões distintos de luz brilhante dos quasares no fundo. Observações de quasares do Hubble foram usadas no passado para mapear a coroa ao redor da galáxia de Andrômeda .

Ao analisar os padrões de luz ultravioleta de 28 quasares, a equipe conseguiu detectar e caracterizar o material ao redor da Grande Nuvem de Magalhães e confirmar que a coroa existe. Como previsto, os espectros do quasar são impressos com as assinaturas distintas de carbono, oxigênio e silício que compõem o halo de plasma quente que circunda a galáxia.

A capacidade de detectar a coroa exigia espectros ultravioleta extremamente detalhados. “A resolução do Hubble e do FUSE foram cruciais para este estudo”, explicou Krishnarao. “O gás corona é tão difuso que mal está lá.” Além disso, é misturado com outros gases, incluindo os fluxos retirados das Nuvens de Magalhães e materiais originários da Via Láctea.

Ao mapear os resultados, a equipe também descobriu que a quantidade de gás diminui com a distância do centro da Grande Nuvem de Magalhães. “É uma assinatura reveladora perfeita de que essa coroa está realmente lá”, disse Krishnarao. “Ele realmente está envolvendo a galáxia e protegendo-a.”

“Qualquer coisa que tente passar para a galáxia precisa passar primeiro por esse material, para que possa absorver parte desse impacto”, explicou Krishnarao. “Além disso, a coroa é o primeiro material que pode ser extraído. Ao abrir mão de um pouco da coroa, você protege o gás que está dentro da própria galáxia e é capaz de formar novas estrelas.”

O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, administra o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz as operações científicas do Hubble. STScI é operado para a NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia em Washington, DC.

O Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) foi um projeto de cooperação internacional entre a NASA, CSA (Agência Espacial Canadense) e CNES (Agência Espacial Francesa), e esteve em operação entre 1999 e 2007. (Com informações da Nasa)