Respiração das galáxias: como o gás que forma estrelas é reciclado?
Por Daniele Cavalcante • Editado por Patricia Gnipper |
A formação, evolução e morte das galáxias dependem de um processo descoberto há poucas décadas: semelhante à respiração de seres vivos, as galáxias inspiram e expiram gases para formar estrelas. Entretanto, ainda há mistérios por trás desse mecanismo ainda aguardando para serem desvendados.
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Pouco depois do Big Bang, o universo foi preenchido por gás hidrogênio e hélio (na astronomia, estes são os elementos considerados não-metálicos), que por sua vez se acumulou em nuvens imensas para formar as galáxias. Nessas nuvens, aglomerados começaram a colapsar em estrelas.
Esse processo ainda ocorre nos dias de hoje e é por meio dele que as galáxias se mantêm vivas, isto é, produzindo novas estrelas. Quando essa produção se encerra, as galáxias se tornam aquilo que os astrônomos chamam de quiescentes, sinônimo de sossegadas.
Contudo, essa é apenas uma parte do quebra-cabeças, pois esse gás está em constante movimento e transformação. Ele está presente tanto dentro quanto fora das galáxias e é reciclado o tempo todo, até que não possa mais ser reaproveitado para continuar a formação de novas estrelas.
Apesar de terem conhecimento dessa reciclagem desde a década de 1960, os cientistas ainda estão a começando a compreender esse fluxo de ida e volta dos gases entre as galáxias e seus arredores. Entretanto, ainda não se sabe exatamente como o gás consegue sair, tampouco por que às vezes ele não consegue retornar.
Respiração das galáxias
Quando as estrelas morrem, seja em explosões de supernovas ou em gigantes vermelhas se “despindo” de suas conchas de matéria, elas expelem gás junto de outros elementos da tabela periódica, formados durante a vida delas em seus núcleos.
À medida que esse gás sai da galáxia, ele esfria, contraindo-se e ganhando densidade. Uma vez que se torna mais denso, a gravidade da galáxia pode atraí-lo com mais facilidade, dando início a um novo ciclo de formação de nuvens gasosas formando novas estrelas. Enquanto esse mecanismo se repete, a galáxia se mantém viva.
Considerando esse processo, o gás pode ser dividido em três partes: gás acumulado, gás circungaláctico e gás intergaláctico (dentro da galáxia, ao redor da galáxia, e afastado da galáxia, respectivamente). Embora seja o mesmo gás, essa separação é útil para compreendermos melhor a respiração galáctica.
O gás circungaláctico (CGM) é muito menor, mais fraco e disperso que o gás intergaláctico (IGM), tornando mais fácil o escape para a região intergaláctica. No entanto, a região onde está localizado também é a fonte de combustível para a formação estelar — as “narinas” da galáxia, considerando a metáfora da respiração.
A região do CGM tem um raio de quase 490 mil anos-luz (galáxias como a Via Láctea têm raio pouco maior que 50 mil anos-luz), enquanto a região de reentrada do gás intergaláctico mede cerca de 950 mil anos-luz. Ali, também ocorre a saída do gás expulso pela galáxia por processos como ejeção de jatos relativísticos.
Tais jatos são produzidos por buracos negros supermassivos localizados no coração das galáxias e podem viajar a velocidades próximas à da luz, mas ocorrem apenas em núcleos galácticos ativos. Somente buracos negros alimentando-se de gases podem realizar esse processo.
Resta saber ainda como núcleos galácticos inativos, ou seja, com buracos negros supermassivos que não se alimentam, expulsam gases para o meio intergaláctico. Entre os processos para esses casos podem estar a explosão de supernovas e os ventos de estrelas gigantes azuis.
Extinção das galáxias
Quando a galáxia para de respirar, a produção de novas estrelas se encerra, fenômeno que os astrônomos chamam de extinção. Nesse momento, a galáxia se torna quiescente e se torna avermelhada, mas ainda há poucas delas para compreendê-las melhor.
Algumas dessas galáxias ainda possuem bastante gás gravitacionalmente ligado em suas “vias respiratórias”, mas, por algum motivo, ele é impedido de retornar. Embora haja suspeitas de que os buracos negros também tenham participação nisso, os astrônomos ainda têm muito trabalho pela frente para compreender completamente os motivos das mortes galácticas.
Fonte: Annual Review of Astronomy and Astrophysics; via: Universe Today