Hubble da NASA mostra formação de estrelas na galáxia de Andrômeda diminuindo

Um novo estudo usando dados da NASA Telescópio Espacial Hubble descobre que a formação de estrelas na vizinha galáxia de Andrômeda sofreu um declínio de 500 milhões de anos, com uma queda ainda mais acentuada nos últimos 40 milhões de anos. Andrômeda, uma galáxia espiral comparável em tamanho à nossa Via Láctea, está próxima o suficiente para ser vista a olho nu em áreas com céu escuro. Localizada a cerca de 2,5 milhões de anos-luz da Terra, praticamente o nosso quintal cósmico, Andrómeda oferece uma oportunidade para os astrónomos examinarem detalhadamente as suas populações estelares, levando a uma melhor compreensão do passado de galáxias como a nossa.

O resultados publicado segunda-feira no The Astrophysical Journal.

Para chegar a esta conclusão, os investigadores combinaram dados de dois inquéritos do Hubble: o Tesouro Pancromático Hubble Andrômeda e o Tesouro Pancromático do Sul do Hubble Andrômeda. Juntas, estas duas pesquisas mapearam dois terços do disco de Andrômeda com detalhes extremamente nítidos. No total, a equipa mediu cerca de 200 milhões de estrelas individuais em toda a galáxia, dando-lhes uma imagem detalhada da atividade passada de Andrómeda.

“Precisamos de medir as estrelas individuais porque são o registo fóssil da formação da galáxia. O Hubble é o único telescópio que pode fornecer uma resolução espacial suficientemente elevada numa área suficientemente grande para poder fazer isso em Andrómeda,” disse Ben Williams, astrónomo da Universidade de Washington e co-autor do estudo.

Estrelas massivas são mais azuis e têm vida curta, enquanto estrelas menos massivas são mais vermelhas e têm vida mais longa. Como resultado, as áreas que sofreram formação estelar recente tendem a ter uma fração maior de estrelas azuis, enquanto as áreas com formação estelar menos recente normalmente têm uma população mais vermelha. A equipa dividiu as imagens de Andrómeda em milhares de quadrados, abrangendo 300 anos-luz de cada lado do quadrado, e determinou a história da formação estelar dentro de cada parcela para obter uma visão abrangente do passado da galáxia.

Pesquisas anteriores mostraram que a galáxia de Andrómeda sofreu uma explosão dramática de formação estelar há cerca de 2 mil milhões de anos, provavelmente devido a uma interacção ou fusão passada com outra galáxia. Desde então, a formação de estrelas tem diminuído constantemente.

Os astrônomos medem a taxa de formação de estrelas em termos de massa, ou quantidade de gás e poeira, convertida em estrelas por ano. Os investigadores calcularam que, há 500 milhões de anos, Andrómeda formava estrelas a uma taxa de cerca de uma massa solar por ano. No entanto, a taxa de formação caiu para cerca de metade daquela de 40 milhões de anos atrás. A taxa atual caiu ainda mais, para cerca de um quinto da massa do nosso Sol por ano.

A equipa também examinou se esse declínio era consistente em toda a galáxia ou concentrado em certas áreas. Eles descobriram que grande parte da recente formação estelar ocorreu num anel de formação estelar localizado a cerca de 32.000 anos-luz do centro da galáxia. Como resultado, grande parte do declínio que medem é impulsionado pela diminuição da atividade dentro desse anel.

Em vez de ser o resultado da redução do material a partir do qual novas estrelas podem se formar, é mais provável que o declínio seja uma desaceleração natural do seu estado anterior, mais ativo.

“É como depois de correr uma maratona, às vezes é preciso respirar um pouco”, disse Tobin Wainer, autor principal da Universidade de Washington.

A equipa também investigou se havia alguma ligação entre a diminuição da atividade em Andrómeda e a sua proximidade com a galáxia satélite M32 (Messier 32). A galáxia M32 está separada de Andrômeda por cerca de 16.000 anos-luz no plano do céu; no entanto, a sua localização 3D no espaço é incerta. Como resultado, os astrónomos não têm a certeza se ou quando poderá ter interagido com Andrómeda no passado.

“Uma das principais motivações para este programa foi investigar potenciais interações entre M32 e o disco de Andrômeda”, disse Zhuo Chen, coautor da Universidade de Washington.

Os dados da pesquisa do Tesouro Pancromático do Sul de Andrômeda do Hubble permitiram à equipe estudar a história da formação estelar em Andrômeda, perto de M32. Eles descobriram que esta área mostrava sinais de diminuição da formação de estrelas em comparação com outras regiões. O momento desta diminuição, que este estudo revela ter começado há cerca de 60 milhões de anos, poderia ajudar a restringir o momento em que a galáxia M32 interagiu com o disco de Andrómeda.

“Não podemos dizer explicitamente que estamos a observar uma diminuição na formação estelar por causa da M32. Mas está mesmo aí e é definitivamente o suspeito mais provável,” disse Wainer.

A equipa planeia continuar a analisar os dados do Hubble e combiná-los com dados de observatórios terrestres para obter informações adicionais sobre a história de Andrómeda.

“Há um forte valor científico nestes dados de arquivo. Andrômeda é importante porque é um vizinho que está próximo o suficiente para que possamos vê-lo em grande detalhe, ao mesmo tempo que obtemos uma perspectiva global”, disse Raja GuhaThakurta, co-autor, Universidade da Califórnia em Santa Cruz.

Uma perspectiva global ainda maior provavelmente virá do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, após seu lançamento no domingo, 30 de agosto. O gigantesco campo de visão de Roman pode cobrir pelo menos 100 vezes mais área que o Hubble em comprimentos de onda do infravermelho próximo em uma única observação. Um recém-aprovado Programa de observação romana irá obter imagens de todo o disco de Andrómeda e das áreas do seu halo circundante, permitindo aos astrónomos medir centenas de milhões de estrelas e possibilitando uma nova ciência inovadora.

O Telescópio Espacial Hubble está em operação há mais de três décadas e continua a fazer descobertas inovadoras que moldam a nossa compreensão fundamental do universo. O 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, gerencia o telescópio e as operações da missão. A Lockheed Martin Space também apoia operações missionárias em Goddard. O Space Telescope Science Institute em Baltimore, que é operado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, conduz operações científicas do Hubble para a NASA.