Quanto mais massivo, ou cheio de estrelas, uma galáxia é, quanto mais rápido as estrelas nele são formadas. Esta parece ser a regra geral, o que é contradito, Contudo, por alguns casos anormais, por exemplo, galáxias finas (não massivas) que são hiperativas em sua formação estelar. Até agora, o fenômeno tinha sido explicado por eventos externos catastróficos, como galáxias colidindo e se fundindo, mas uma nova teoria oferece uma explicação alternativa, relacionado a um processo in situ (interno) de evolução da galáxia. A nova teoria reproduz corretamente o comportamento de galáxias normais e anormais (ou discrepantes), e pode ser posteriormente testado por novas observações. Um estudo realizado pela International School for Advanced Studies (SISSA) em Trieste, já postado no arquivo astro.ph, em breve será publicado no Astrophysical Journal .

Se colocarmos as galáxias para as quais temos os dados relevantes em um gráfico relacionando a massa das estrelas em cada galáxia com a taxa de formação de estrelas dessa galáxia, a maioria deles pareceria uma nuvem compacta, que pode ser descrito usando uma função simples. Este gráfico é conhecido como Galaxy Main Sequence (GMS), uma relação de observação fundamental para cientistas que estudam galáxias. A imagem que surge é simples:quanto maior a massa da galáxia, mais rápido tende a ser o processo de formação de estrelas.

Mas simples como parece, há um problema. Existem algumas exceções (casos anormais ou outlier) que parecem não seguir a regra. Certas galáxias, na verdade, embora não contenha muitas estrelas, têm taxas muito intensas de formação de estrelas. A hipótese mais acreditada para explicar esses casos anormais invoca a colisão e fusão entre duas galáxias:esses outliers seriam, portanto, nada além de galáxias capturadas durante sua colisão, um fenômeno que levaria a, de repente, embora transitório, aumento na taxa de formação de estrelas.

Claudia Mancuso, Pesquisador do SISSA e primeiro autor do estudo junto com os professores do SISSA Andrea Lapi e Luigi Danese, sugeriu uma explicação alternativa fascinante:"De acordo com a abordagem que desenvolvemos na SISSA e publicamos há apenas alguns meses, colisão e fusão, enquanto possível, não são tão relevantes a ponto de serem capazes de explicar a formação e evolução das galáxias, incluindo os outliers observados no GMS, "diz o cientista." Nossa abordagem oferece uma explicação in situ baseada unicamente em processos internos à galáxia em evolução. "

O papel do buraco negro central

Em particular, a explicação dada por Mancuso e colegas é baseada na estreita relação que existe entre a formação de estrelas e o crescimento do buraco negro central dentro de galáxias massivas. “Esses dois eventos são simultâneos e inter-relacionados. À medida que a galáxia forma estrelas e aumenta sua massa de maneira constante e substancial, seu buraco negro também cresce, e faz isso em um ritmo ainda mais rápido, "explica Mancuso." A certa altura, o buraco negro torna-se tão grande que desenvolve um 'vento energético', que varre o gás e a poeira do ambiente circundante. Uma vez que esses são materiais que vão para a formação de novas estrelas, o processo de formação de estrelas é interrompido abruptamente. "

Com base neste cenário, Mancuso e colegas formularam uma previsão sobre GMS e demonstraram que seus resultados estão em excelente acordo com a relação média observada, enquanto fornece uma nova interpretação para outliers. "Eles são simplesmente galáxias muito jovens, "explica Mancuso." Uma galáxia em seus estágios iniciais de vida, cheio de poeira e gás, tem uma taxa de formação de estrelas muito alta, mas ao mesmo tempo ainda contém muito poucas estrelas porque ainda não teve tempo de formá-las, isso é tudo. "Uma explicação simples e elegante que não requer nenhuma intervenção externa. À medida que a evolução avança, o cientista continua, as galáxias se aproximam cada vez mais da média do GMS, onde eles passarão a maior parte de suas vidas, antes de ser "desligado" pelo vento energético do buraco negro. "É por isso que a nuvem de dados é tão densa naquela parte do diagrama, " Ela adiciona.

"Claramente, o teste ácido vem das observações, "conclui Mancuso." Verificamos a idade, estimado por observação, de alguns outliers no GMS, e de fato são sempre galáxias muito jovens. "Mais do que isso, uma validação adicional pode chegar muito em breve:"Nossa teoria de fato implica que galáxias discrepantes, que são jovens e têm taxas de formação de estrelas muito altas, ainda são ricos em gás, e isso nos permitirá estudá-los em profundidade usando o interferômetro ALMA. "