Em uma análise inédita, Astrofísicos da Northwestern University descobriram que, ao contrário da tradição anterior padrão, até metade da matéria em nossa galáxia, a Via Láctea, pode vir de galáxias distantes. Como resultado, cada um de nós pode ser feito em parte de matéria extragalática.

Usando simulações de supercomputador, a equipe de pesquisa encontrou um novo modo importante e inesperado de como as galáxias, incluindo nossa própria Via Láctea, adquiriram sua matéria:transferência intergaláctica. As simulações mostram que as explosões de supernovas ejetam grandes quantidades de gás das galáxias, que faz com que os átomos sejam transportados de uma galáxia para outra por meio de poderosos ventos galácticos. A transferência intergalática é um fenômeno recém-identificado, quais simulações indicam que será crítico para entender como as galáxias evoluem.

"Dado o quanto da matéria da qual nos formamos pode ter vindo de outras galáxias, poderíamos nos considerar viajantes espaciais ou imigrantes extragaláticos, "disse Daniel Anglés-Alcázar, um pós-doutorado no centro de astrofísica da Northwestern, CIERA (Centro de Exploração e Pesquisa Interdisciplinar em Astrofísica), quem conduziu o estudo. "É provável que grande parte da matéria da Via Láctea estivesse em outras galáxias antes de ser expulsa por um vento poderoso, viajou através do espaço intergaláctico e finalmente encontrou seu novo lar na Via Láctea. "

As galáxias estão distantes umas das outras, então, embora os ventos galácticos se propaguem a várias centenas de quilômetros por segundo, este processo ocorreu ao longo de vários bilhões de anos.

Professor Claude-André Faucher-Giguère e seu grupo de pesquisa, junto com colaboradores do projeto FIRE ("Feedback In Realistic Environments"), que ele co-lidera, desenvolveram simulações numéricas sofisticadas que produziram modelos 3D realistas de galáxias, seguindo a formação de uma galáxia logo após o Big Bang até os dias atuais. Anglés-Alcázar desenvolveu então algoritmos de última geração para extrair essa riqueza de dados e quantificar como as galáxias adquirem matéria do universo.

O estudo, que exigiu o equivalente a vários milhões de horas de computação contínua, será publicado em 26 de julho (27 de julho no Reino Unido) pela Avisos mensais da Royal Astronomical Society .

"Este estudo transforma nossa compreensão de como as galáxias se formaram a partir do Big Bang, "disse Faucher-Giguère, co-autor do estudo e professor assistente de física e astronomia no Weinberg College of Arts and Sciences.

"O que este novo modo implica é que até metade dos átomos ao nosso redor - incluindo o sistema solar, na Terra e em cada um de nós - não vem de nossa própria galáxia, mas de outras galáxias, até um milhão de anos-luz de distância, " ele disse.

Rastreando em detalhes os fluxos complexos de matéria nas simulações, a equipe de pesquisa descobriu que o gás flui de galáxias menores para galáxias maiores, como a Via Láctea, onde o gás forma estrelas. Essa transferência de massa através dos ventos galácticos pode ser responsável por até 50% da matéria nas galáxias maiores.

"Em nossas simulações, fomos capazes de rastrear as origens das estrelas em galáxias semelhantes à Via Láctea e determinar se a estrela se formou a partir de matéria endêmica da própria galáxia ou se se formou em vez de gás previamente contido em outra galáxia, "disse Anglés-Alcázar, o autor correspondente do estudo.

Em uma galáxia, as estrelas estão unidas:uma grande coleção de estrelas orbitando um centro de massa comum. Após o Big Bang há 14 bilhões de anos, o universo foi preenchido com um gás uniforme - sem estrelas, sem galáxias. Mas havia pequenas perturbações no gás, e estes começaram a crescer pela força da gravidade, eventualmente formando estrelas e galáxias. Depois que as galáxias se formaram, cada um tinha sua própria identidade.

"Nossas origens são muito menos locais do que pensávamos anteriormente, "disse Faucher-Giguère, um membro da CIERA. "Este estudo nos dá uma noção de como as coisas ao nosso redor estão conectadas a objetos distantes no céu."

As descobertas abrem uma nova linha de pesquisa na compreensão da formação de galáxias, os pesquisadores dizem, e a previsão de transferência intergaláctica agora pode ser testada. A equipe da Northwestern planeja colaborar com astrônomos observacionais que estão trabalhando com o Telescópio Espacial Hubble e observatórios baseados em terra para testar as previsões de simulação.

As simulações foram executadas e analisadas usando as instalações de supercomputação Extreme Science and Engineering Discovery Environment da National Science Foundation, bem como cluster de computador de alto desempenho Quest da Northwestern.

O estudo é intitulado "O Ciclo do Barião Cósmico e a Montagem da Massa da Galáxia nas Simulações de FOGO".