“As galáxias são animais sociais”, costuma dizer o astrônomo Laerte Sodré Júnior, diretor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP). Estima-se que haja cerca de 100 bilhões de galáxias no universo visível e quase nenhuma delas sobrevive isoladamente. “Não se encontram galáxias isoladas”, completa Sodré Jr. Elas formam duetos, interagem em tripletos, se combinam em grupos às dezenas, ou se agregam em estupendos aglomerados com milhares de galáxias. Investigar tripletos de galáxias e entender como seus integrantes interagem entre si é o foco de um estudo feito pelo pós-doutorando Marcus Vinícius Costa-Duarte e seu supervisor, Sodré Jr., e que acaba de ser publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). O estudo é apoiado pela FAPESP.
“A gente sabe que a evolução de uma galáxia depende basicamente de duas variáveis, sua massa e o ambiente em que ela se situa”, diz Costa-Duarte. “Neste estudo, a gente quis saber como as galáxias se formam em ambientes de tripletos. Concluímos que as galáxias mais massivas dos tripletos desempenham um papel fundamental na evolução das outras duas, e do sistema como um todo.”
A investigação astronômica foi feita a partir dos dados do Data Release 10 do Sloan Digital Sky Survey (SDSS-DR10), com centenas de milhões de galáxias. Os astrônomos usaram um algoritmo de computador para fazer a busca automática de tripletos de galáxias, cuja galáxia principal possuísse massa equivalente ou superior a 10 bilhões de estrelas como o nosso Sol.
Para se ter uma ideia, esta é a massa da Grande Nuvem de Magalhães, a maior das galáxias-satélites da Via Láctea. A nossa galáxia, por sua vez, tem uma massa estimada de 850 bilhões de sóis (não confundir este valor com o total de estrelas da Via Láctea, estimado hoje em 400 bilhões).
Além de divergir em tamanho, as galáxias também variam segundo a sua forma. Todo mundo reconhece a espiral majestosa de galáxias como a Via Láctea. Mas as galáxias também podem ser gigantes elípticas, ou mesmo exibir contornos irregulares, como é o caso da Grande Nuvem de Magalhães.
Muitas vezes o formato de uma galáxia é produto do seu material constituinte: estrelas, planetas, poeira interestelar e da chamada matéria escura – além de vastas nuvens de gás primordial. Tais nuvens são compostas pelo hidrogênio e hélio produzidos no Big Bang há quase 13,8 bilhões de anos. Este hidrogênio primordial é a matéria-prima e o combustível para a formação de novas estrelas.
Galáxias espirais e irregulares são aquelas que ainda possuem nuvens de gás primordial e que, portanto, têm a capacidade de forjar novas gerações de estrelas.
As maiores galáxias do Universo são em sua maioria elípticas. Nelas, o gás primordial foi consumido e a formação de estrelas cessou. Não obstante, sua massa gigantesca exerce atração gravitacional tremenda sobre a sua vizinhança. É justamente aí que entram os tripletos investigados por Costa-Duarte e Sodré Jr.
O algoritmo selecionou na base da dados do Sloan Digital Sky Survey 80 tripletos de galáxias, todos situados numa faixa entre 550 e 1.370 milhões de anos-luz de distância da Terra – para se ter uma ideia, Andrômeda, vizinha da Via Láctea, fica a “apenas” 2,5 milhões de anos daqui.
A luz dos tripletos de galáxias analisados foi emitida entre 1,37 bilhão e 550 milhões de anos atrás, época em que a vida multicelular, ou seja, os primeiros animais, apenas começava a surgir nos oceanos terrestres.
“Entre os 80 tripletos investigados poderíamos ter um sistema com três galáxias de massas iguais. Mas não foi o que observamos”, diz Costa-Duarte. As maiores galáxias de cada sistema são as mais brilhantes, as que têm o maior número de estrelas e, por conseguinte, as de maior massa. Quase sempre são gigantes elípticas.
“São galáxias aposentadas”, diz Costa-Duarte. “Elas formaram estrelas muito rápido e consumiram todo hidrogênio disponível. Não formam mais estrelas. São formadas quase exclusivamente por estrelas antigas.”
Já no caso das duas companheiras da galáxia principal em cada tripleto há de tudo: espirais, irregulares e pequenas elípticas.
O estudo revelou que as galáxias menores sofrem uma interação gravitacional devido à atração da galáxia principal, de maior massa. Então, pelo mesmo princípio que faz a Lua girar em torno da Terra e a Terra orbitar o Sol, a galáxia principal atrai suas companheiras.
Tal atração tem o poder de deslocar as nuvens de gás das vizinhas. E esse deslocamento é o que provoca a formação de novas estrelas. Na medida em que as nuvens de gás se movem, aquelas regiões da nuvem com maior densidade de gás tendem a atrair e acumular cada vez mais gás, iniciando um processo que leva a um surto de formação estelar capaz de formar centenas a milhares de estrelas simultaneamente.
“Os tripletos são estruturas mais simples para entender as principais características da formação de galáxias”, diz Sodré Jr. O próximo passo da pesquisa é comparar os resultados da análise dos tripletos com o que se observa nos grupos galácticos, com algumas dezenas de membros. “São entidades cósmicas bem mais complexas”, diz Sodré Jr.
O artigo Dissecting galaxy triplets in the Sloan Digital Sky Survey Data Release 10: I. Stellar populations and emission line analysis (doi: 10.1093/mnras/stw816), assinado por Costa-Duarte e Sodré Jr., entre outros, e publicado no MNRAS, pode ser lido em http://mnras.oxfordjournals.org/content/459/3/2539.
Agência FAPESP
