Um novo estudo usando dados do Telescópio Espacial Hubble, da NASA, descobriu que a formação de estrelas na vizinha galáxia de Andrômeda passou por uma queda de 500 milhões de anos, com um declínio ainda mais acentuado nos últimos 40 milhões de anos. Andrômeda, uma galaxy espiral com tamanho comparável ao da nossa Via Láctea, está perto o suficiente para ser vista a olho nu a partir de regiões com céus escuros. Localizada a cerca de 2,5 milhões de anos-luz da Terra — praticamente no nosso quintal cósmico —, Andrômeda oferece aos astrônomos a oportunidade de examinar suas populações estelares em detalhes, contribuindo para uma melhor compreensão do passado de galáxias como a nossa.
Os resultados foram publicados na segunda-feira em The Astrophysical Journal.
Para chegar a essa conclusão, os pesquisadores combinaram dados de duas pesquisas do Hubble: a Panchromatic Hubble Andromeda Treasury e a Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury. Juntas, essas duas pesquisas mapearam dois terços do disco de Andrômeda em detalhes extremamente nítidos. No total, a equipe mediu cerca de 200 milhões de estrelas individuais na galáxia, fornecendo uma visão detalhada da atividade passada de Andrômeda.
“Precisamos medir as estrelas individuais porque elas são o registro fóssil da formação da galáxia. O Hubble é o único telescope que consegue fornecer resolução espacial alta o suficiente em uma área grande o bastante para fazer isso em Andrômeda”, disse Ben Williams, astrônomo da University of Washington e coautor do estudo.
Estrelas massivas são mais azuis e vivem por pouco tempo, enquanto estrelas menos massivas são mais vermelhas e vivem por mais tempo. Como resultado, regiões que passaram por formação de estrelas mais recente tendem a ter uma fração maior de estrelas azuis, enquanto áreas com menos formação recente normalmente apresentam uma população mais avermelhada. A equipe dividiu as imagens de Andrômeda em milhares de quadrados, com 300 anos-luz de lado em cada quadrado, e determinou o histórico de formação de estrelas em cada parcela para obter uma visão abrangente do passado da galáxia.
O telescópio espacial Hubble, da NASA, forneceu uma visão detalhada de milhões de estrelas na galáxia de Andrômeda. As regiões que passaram por formação estelar recente (1) aparecem significativamente mais azuis do que as regiões com menos formação estelar recente (2).
NASA, ESA, Benjamin Williams (UWashington), Zhuo Chen (UWashington), L. Clifton Johnson (Northwestern); Processamento de imagem: Joseph DePasquale (STScI)
Declínio constante
Pesquisas anteriores mostraram que a galáxia de Andrômeda passou por um surto dramático de formação de estrelas há cerca de 2 bilhões de anos, provavelmente devido a uma interação passada ou a uma fusão com outra galáxia. Desde então, a formação de estrelas vem diminuindo de forma constante.
Astrônomos medem a taxa de formação de estrelas em termos da massa — ou da quantidade de gás e poeira — convertida em estrelas por ano. Os pesquisadores calcularam que, há 500 milhões de anos, Andrômeda formava estrelas a uma taxa de cerca de uma massa solar por ano. No entanto, a taxa de formação caiu para aproximadamente a metade disso há 40 milhões de anos. A taxa atual despencou ainda mais, para cerca de um quinto da massa do nosso Sol por ano.
A equipe também analisou se essa queda era consistente em toda a galáxia ou se estava concentrada em certas regiões. Eles descobriram que grande parte da formação de estrelas recente ocorreu em um anel de formação estelar localizado a cerca de 32.000 anos-luz do centro da galáxia. Como resultado, grande parte da queda que eles medem é impulsionada pela diminuição da atividade dentro desse anel.
Em vez de ser consequência da redução do material a partir do qual novas estrelas podem se formar, a queda é mais provavelmente um processo natural de desaceleração após seu período anterior, mais ativo.
“É como depois de correr uma maratona: às vezes você precisa dar uma respirada”, disse Tobin Wainer, autor principal, da University of Washington.
Suspeito provável
A equipe também investigou se havia alguma conexão entre a diminuição da atividade em Andrômeda e 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, sua posição em 3D no espaço é incerta. Como resultado, os astrônomos não sabem ao certo se, e quando, ela poderia ter interagido com Andrômeda no passado.
“Um dos principais motivos para este programa foi investigar interações potenciais entre o M32 e o disco de Andrômeda”, disse Zhuo Chen, coautor, da University of Washington.
Os dados do levantamento do Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury permitiram que a equipe estudasse a história de formação de estrelas em Andrômeda nas proximidades do M32. Eles descobriram que essa região apresentava sinais de diminuição da formação de estrelas em comparação com outras áreas. O momento dessa queda, que este estudo indica ter começado aproximadamente 60 milhões de anos atrás, pode ajudar a restringir quando a galáxia M32 interagiu com o disco de Andrômeda.
“Não podemos afirmar explicitamente que estamos vendo uma diminuição na formação de estrelas por causa do M32. Mas ela está bem ali, e definitivamente é o principal suspeito”, disse Wainer.
A equipe planeja continuar analisando os dados do Hubble e combiná-los com dados de observatórios terrestres para obter percepções adicionais sobre a história de Andrômeda.
“Há um forte valor científico nesses dados de arquivo. Andrômeda é importante porque é uma vizinha próxima o suficiente para podermos vê-la em grande detalhe, ao mesmo tempo em que obtemos uma perspectiva global”, disse Raja GuhaThakurta, coautor, da University of California Santa Cruz.
Uma perspectiva global ainda maior provavelmente virá do Nancy Grace Roman Space Telescope da NASA após seu lançamento já no domingo, 30 de agosto. O enorme campo de visão do Roman pode cobrir pelo menos 100 vezes mais área do que o Hubble em comprimentos de onda do infravermelho em uma única observação. Um programa de observação do Roman recém-aprovado vai imagear a totalidade do disco de Andrômeda e áreas do seu halo circundante, permitindo que os astrônomos meçam centenas de milhões de estrelas e viabilizando uma ciência nova e revolucionária.
O Hubble Space Telescope opera há mais de três décadas e continua a fazer descobertas de ponta que moldam nossa compreensão fundamental do universo. O Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (European Space Agency). O Goddard Space Flight Center, em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio e as operações da missão. A Lockheed Martin Space também apoia as operações da missão no Goddard. O Space Telescope Science Institute, em Baltimore, que é operado pela Association of Universities for Research in Astronomy, realiza as operações científicas do Hubble para a NASA.
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