Esta galáxia distante, vermelha e livre de gás desafia as expectativas dos astrônomos
Do Universo distante, a luz viajou por cerca de 10,7 bilhões de anos da galáxia distante MACSJ2129-1, lente, distorcida e ampliada pelos aglomerados em primeiro plano fotografados aqui. As galáxias mais distantes parecem mais vermelhas porque sua luz é desviada para o vermelho pela expansão do Universo, o que ajuda a explicar o que medimos como a lei de Hubble. (NASA, ESA, E S. TOFT (UNIVERSIDADE DE COPENHAGUE) AGRADECIMENTOS: NASA, ESA, M. POSTMAN (STSCI) E EQUIPE DO CLASH)
As galáxias jovens são brilhantes e azuis; galáxias antigas são vermelhas e mortas. Então, como essa velha galáxia vermelha se formou tão cedo?
O Universo observável contém dois trilhões de galáxias distintas, mas todas seguem as mesmas regras.
O Hubble eXtreme Deep Field (XDF) pode ter observado uma região do céu apenas 1/32.000.000 do total, mas foi capaz de descobrir 5.500 galáxias dentro dele: cerca de 10% do número total de galáxias realmente contidas neste fatia estilo lápis-feixe. Os 90% restantes das galáxias são muito fracos ou muito vermelhos ou muito obscurecidos para o Hubble revelar, e observar por longos períodos de tempo não melhorará muito esse problema. O Hubble atingiu seus limites. (EQUIPES HUDF09 E HXDF12 / E. SIEGEL (PROCESSAMENTO))
Hoje, as galáxias são tipicamente agrupadas, grandes em massa, contendo uma mistura de estrelas velhas e jovens.
O Quinteto de Stephan, também conhecido como Hickson Compact Group 92, consiste em quatro galáxias gravitacionalmente unidas e em processo de fusão, juntamente com uma galáxia menor, mais jovem e mais próxima (de uma cor diferente) que está alinhada apenas por acaso em primeiro plano. O nível de gás de uma galáxia, a idade e o histórico de fusão determinarão o conteúdo das estrelas dentro dela. (NASA, ESA E A EQUIPE HUBBLE SM4 ERO)
Quando duas galáxias de tamanho semelhante se fundem, desencadeia uma explosão estelar: uma formação massiva de novas estrelas.
As fusões de galáxias são comuns, anunciadas pela formação de novas estrelas que aparecem como regiões azuis brilhantes contendo um grande número de estrelas jovens e massivas. Com o passar do tempo, todas as galáxias gravitacionalmente ligadas em grupos e aglomerados acabarão por se fundir em uma única galáxia no centro de cada estrutura ligada. Quando ocorrem grandes fusões, o resultado geralmente é uma elíptica gigante, mas ninguém esperava que galáxias de aparência antiga, vermelhas e livres de gás existissem tão cedo no Universo. (A. GAI-YAM / WEIZMANN INST. OF SCIENCE / ESA / NASA)
Sob as circunstâncias certas, algum gás formará estrelas enquanto o restante é expelido, perdido para sempre no meio intergaláctico.
Galáxias que passam por explosões massivas de formação de estrelas podem ofuscar galáxias ainda muito maiores e típicas. M82, a Galáxia do Charuto, está interagindo gravitacionalmente com seu vizinho (não retratado), causando essa explosão de nova formação estelar ativa, que expele gás de sua região central. Os efeitos dos ventos estelares são claramente visíveis em vermelho. (NASA, ESA E A EQUIPE HUBBLE HERITAGE (STSCI/AURA))
Uma vez que o gás para formar novas estrelas é usado, a galáxia simplesmente envelhece à medida que as estrelas mais azuis e massivas morrem.
Galáxias que não formaram novas estrelas em bilhões de anos e não têm gás dentro delas são consideradas “vermelhas e mortas”. quintal cósmico. (NASA, ESA, M. BEASLEY (INSTITUTO DE ASTROFÍSICA DE CANARIAS) E P. KEHUSMAA)
Ao longo de bilhões de anos, apenas as estrelas mais vermelhas, mais escuras e de menor massa permanecem.
A teoria mais amplamente aceita da formação e evolução de galáxias diz que as galáxias se formaram a partir de colisões de estruturas menores, que evoluíram nos últimos 8 a 11 bilhões de anos nas galáxias que vemos hoje. (ILUSTRAÇÃO DO OBSERVATÓRIO GÊMEOS / JON LOMBERG)
Vemos esse padrão geral quando olhamos para galáxias mais jovens: elas são menores, mais azuis e cheias de estrelas mais jovens.
As galáxias comparáveis à atual Via Láctea são numerosas, mas as galáxias mais jovens semelhantes à Via Láctea são inerentemente menores, mais azuis, mais caóticas e mais ricas em gás em geral do que as galáxias que vemos hoje. Para as primeiras galáxias de todas, isso deve ser levado ao extremo e permanece válido desde que já vimos. As exceções, quando as encontramos, são intrigantes e raras. (NASA E ESA)
Até que a galáxia MACS J2129-1 foi descoberta em 2017.
Esta é uma visão de campo amplo do aglomerado de galáxias MACS J2129–0741, localizado na constelação de Aquário. O maciço aglomerado de galáxias amplia, ilumina e distorce as imagens de galáxias de fundo remotas, incluindo a galáxia de disco morto distante MACS2129–1, em vermelho no canto superior direito. (NASA, ESA, M. POSTMAN (STSCI) E A EQUIPE DO CLASH)
Localizado atrás de um enorme aglomerado de galáxias, sua luz é esticada e ampliada pela distorção do espaço-tempo.
Quando um observatório vê uma forte fonte de massa, como um quasar, galáxia ou aglomerado de galáxias, muitas vezes pode encontrar várias imagens das fontes de fundo ampliadas, distorcidas e com lentes devido à curvatura do espaço pela massa do primeiro plano. A curvatura do espaço-tempo afeta não apenas as massas, mas também os fótons sem massa que viajam nas proximidades do aglomerado. (ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. CALÇADA (ESO), Y. HEZAVEH ET AL.; JOEL JOHANSSON)
Esta galáxia é intrinsecamente fraca e vermelha, com sua luz chegando apenas após uma jornada de 10,8 bilhões de anos.
Uma visão ampliada da galáxia com lente gravitacional, MACS2129-1, que gira extremamente rapidamente e é completamente desprovida de novas estrelas jovens. (NASA, ESA, E S. TOFT (UNIVERSIDADE DE COPENHAGUE) AGRADECIMENTOS: NASA, ESA, M. POSTMAN (STSCI) E EQUIPE DO CLASH)
É pobre em gás, compacto e fraco, apesar de ter três vezes a massa da Via Láctea.
O conceito deste artista mostra como seria a jovem e morta galáxia de disco MACS2129-1, à direita, quando comparada com a Via Láctea, à esquerda. Embora três vezes mais massivo que a Via Láctea, tem apenas metade do tamanho. O MACS2129-1 também está girando duas vezes mais rápido que a Via Láctea. Observe que as regiões da Via Láctea são azuis devido a explosões de formação de estrelas, enquanto a jovem galáxia morta é amarela, significando uma população de estrelas mais velha e nenhum nascimento de novas estrelas. MACS2129-1 parece mais vermelho em geral por causa de seu redshift cósmico. (NASA, ESA E Z. LEVY (STSCI))
Ter uma galáxia tão jovem e distante, sem novas estrelas, continua sendo um quebra-cabeça inexplicável para os astrônomos.
Ao mapear a distribuição de matéria do aglomerado de lentes em primeiro plano, os astrônomos podem reconstruir a aparência da galáxia sem os efeitos da lente gravitacional. (NASA, ESA, E S. TOFT (UNIVERSIDADE DE COPENHAGUE); AGRADECIMENTOS: NASA, ESA, M. POSTMAN (STSCI) E EQUIPE CLASH)
Principalmente Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, recursos visuais e não mais de 200 palavras. Fale menos; sorria mais.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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