O gigante Galaxy Messier 87 ainda está crescendo

De acordo com novas observações com ESOde Telescópio muito grande, a gigante galáxia elíptica Messier 87 engoliu uma galáxia inteira de tamanho médio nos últimos bilhões de anos. Esta é a primeira vez que uma equipa de astrónomos consegue seguir os movimentos de 300 nebulosas planetárias brilhantes para encontrar evidências claras deste evento. Eles também encontraram evidências de excesso de luz proveniente dos restos mortais da vítima totalmente perturbada.

Os astrônomos esperam que as galáxias cresçam engolindo galáxias menores. Mas a evidência geralmente não é fácil de ver – assim como os restos da água atirada de um copo para um lago se fundem rapidamente com a água do lago, as estrelas da galáxia em queda fundem-se com as estrelas muito semelhantes da galáxia maior, deixando sem pistas.

Mas agora uma equipe de astrônomos liderada pelo Ph.D. a estudante Alessia Longobardi, do Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, em Garching, Alemanha, aplicou um truque de observação inteligente para mostrar claramente que a galáxia elíptica gigante próxima Messier 87 se fundiu com uma galáxia espiral menor nos últimos mil milhões de anos.

Os pontos vermelhos e azuis marcam a posição das nebulosas planetárias cujo movimento revelou que Messier 87 foi recentemente atingida por outra galáxia mais pequena, que agora se fundiu totalmente com ela. Os marcados em vermelho estão se afastando de nós, e os azuis em nossa direção em relação à galáxia como um todo. Crédito: A. Longobardi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik)/C. Mihos (Universidade Case Western Reserve)/ESO

“Este resultado mostra diretamente que grandes estruturas luminosas no Universo ainda estão a crescer de forma substancial – as galáxias ainda não estão concluídas!” diz Alessia Longobardi. “Um grande sector do halo exterior de Messier 87 parece agora duas vezes mais brilhante do que seria se a colisão não tivesse ocorrido.”

Messier 87 fica no centro do aglomerado de galáxias de Virgem. É uma vasta bola de estrelas com uma massa total superior a um milhão de milhões de vezes a do Sol, situada a cerca de 50 milhões de anos-luz de distância.

Em vez de tentar observar todas as estrelas em Messier 87 – existem literalmente milhares de milhões e são demasiado ténues e numerosas para serem estudadas individualmente – a equipa olhou para nebulosas planetárias, as conchas brilhantes em torno de estrelas envelhecidas. ⁽¹⁾. Como esses objetos brilham intensamente em um tom específico de verde água-marinha, eles podem ser distinguidos das estrelas circundantes. A observação cuidadosa da luz das nebulosas usando um poderoso espectrógrafo também pode revelar seus movimentos. ⁽²⁾.

Este gráfico mostra a posição da galáxia gigante Messier 87 na constelação de Virgem. O mapa mostra a maioria das estrelas visíveis a olho nu em boas condições. Crédito: ESO, IAU e Sky & Telescope

Assim como a água de um copo não é visível depois de jogada no lago — mas pode ter causado ondulações e outros distúrbios que podem ser vistos se houver partículas de lama na água — os movimentos das nebulosas planetárias, medidos usando o espectrógrafo FLAMES no Very Large Telescope, fornecem pistas sobre a fusão anterior.

“Estamos testemunhando um único evento recente de acreção onde uma galáxia de tamanho médio caiu através do centro de Messier 87 e, como consequência das enormes forças gravitacionais das marés, as suas estrelas estão agora espalhadas por uma região que é 100 vezes maior que a original. galáxia!” acrescenta Ortwin Gerhard, chefe do grupo de dinâmica do Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha, e co-autor do novo estudo.

A equipe também analisou com muito cuidado a distribuição de luz nas partes externas de Messier 87 e encontrou evidências de luz extra proveniente das estrelas da galáxia que foram atraídas e interrompidas. Estas observações também mostraram que a galáxia perturbada adicionou estrelas mais jovens e mais azuis a Messier 87 e, portanto, era provavelmente uma galáxia espiral em formação de estrelas antes da sua fusão.

“É muito emocionante ser capaz de identificar estrelas que foram espalhadas por centenas de milhares de anos-luz no halo desta galáxia — mas ainda assim poder ver pelas suas velocidades que pertencem a uma estrutura comum. As nebulosas planetárias verdes são agulhas num palheiro de estrelas douradas. Mas estas agulhas raras contêm as pistas sobre o que aconteceu às estrelas,” conclui a co-autora Magda Arnaboldi (ESO, Garching, Alemanha).

Notas

1. As nebulosas planetárias formam-se à medida que estrelas semelhantes ao Sol chegam ao fim das suas vidas e emitem uma grande fração da sua energia em apenas algumas linhas espectrais, a mais brilhante das quais se encontra na parte verde do espectro. Por causa disso, elas são as únicas estrelas cujos movimentos podem ser medidos à distância de Messier 87, de 50 milhões de anos-luz da Terra. Eles se comportam como faróis de luz verde e, como tal, nos dizem onde estão e a que velocidade estão viajando.
2. Estas nebulosas planetárias ainda são muito tênues e precisam de toda a potência do Very Large Telescope para estudá-las: a luz emitida por uma nebulosa planetária típica no halo da galáxia Messier 87 é equivalente a duas lâmpadas de 60 watts acesas. Vênus como visto da Terra.

Os movimentos das nebulosas planetárias ao longo da linha de visão em direção ou afastamento da Terra levam a mudanças nas linhas espectrais, como resultado do efeito Doppler. Essas mudanças podem ser medidas com precisão usando um espectrógrafo sensível e a velocidade das nebulosas deduzida.