p As galáxias vêm em uma ampla variedade de formas e tamanhos. Algumas das diferenças mais significativas entre as galáxias, Contudo, relacionam-se com onde e como eles formam novas estrelas. Pesquisas convincentes para explicar essas diferenças têm sido elusivas, Mas isso está para mudar. p Um vasto, novo projeto de pesquisa com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), conhecido como PHANGS-ALMA (física em alta resolução angular em galáxias próximas), investiga essa questão com muito maior poder e precisão do que nunca, medindo os dados demográficos e as características de um incrível 100, 000 viveiros estelares individuais espalhados por 74 galáxias.

p PHANGS-ALMA, uma campanha de pesquisa contínua e sem precedentes, já acumulou um total de 750 horas de observações e deu aos astrônomos uma compreensão muito mais clara de como o ciclo de formação de estrelas muda, dependendo do tamanho, era, e dinâmica interna de cada galáxia individual. Esta campanha é dez a cem vezes mais poderosa (dependendo de seus parâmetros) do que qualquer pesquisa anterior desse tipo.

p "Algumas galáxias estão explodindo furiosamente com novas estrelas, enquanto outras há muito gastaram a maior parte de seu combustível para a formação de estrelas. A origem dessa diversidade pode muito provavelmente estar nas propriedades dos próprios berçários estelares, "disse Erik Rosolowsky, astrônomo da Universidade de Alberta, no Canadá, e co-pesquisador principal da equipe de pesquisa do PHANGS-ALMA.

p Ele apresentou as descobertas iniciais desta pesquisa no 233º encontro da American Astronomical Society, realizado esta semana em Seattle, Washington. Vários artigos baseados nesta campanha também foram publicados no Astrophysical Journal e a Cartas de jornal astrofísico .

p "Observações anteriores com gerações anteriores de radiotelescópios fornecem alguns insights cruciais sobre a natureza do frio, densos berçários estelares, "Rosolowsky disse." Estas observações, Contudo, faltou a sensibilidade, resolução em escala fina, e poder para estudar toda a amplitude de berçários estelares em toda a população de galáxias locais. Isso limitou severamente nossa capacidade de conectar o comportamento ou as propriedades de berçários estelares individuais às propriedades das galáxias em que vivem. "

p Por décadas, astrônomos especularam que existem diferenças fundamentais na maneira como galáxias de disco de vários tamanhos convertem hidrogênio em novas estrelas. Alguns astrônomos teorizam que maiores, e geralmente galáxias mais antigas, não são tão eficientes na produção estelar quanto seus primos menores. A explicação mais lógica seria que essas grandes galáxias têm berçários estelares menos eficientes. Mas testar essa ideia com observações foi difícil.

p Pela primeira vez, O ALMA está permitindo que os astrônomos conduzam o amplo censo necessário para determinar como as propriedades em grande escala (tamanho, movimento, etc.) de uma galáxia influenciam o ciclo de formação de estrelas na escala de nuvens moleculares individuais. Essas nuvens têm apenas algumas dezenas a algumas centenas de anos-luz de diâmetro, que é fenomenalmente pequeno na escala de uma galáxia inteira, especialmente quando visto a milhões de anos-luz de distância.

p "As estrelas se formam com mais eficiência em algumas galáxias do que em outras, mas a falta de alta resolução, observações em escala de nuvem significaram que nossas teorias foram fracamente testadas, é por isso que essas observações do ALMA são tão críticas, "disse Adam Leroy, astrônomo da The Ohio State University e co-pesquisador principal da equipe PHANGS-ALMA.

p Parte do mistério da formação de estrelas, os astrônomos observam, tem a ver com o meio interestelar - toda a matéria e energia que preenche o espaço entre as estrelas.

p Os astrônomos entendem que existe um ciclo de feedback contínuo dentro e ao redor dos berçários estelares. Dentro dessas nuvens, bolsões de gás denso colapsam e formam estrelas, que perturba o meio interestelar.

p "De fato, comparar as primeiras observações de PHANGS com as localizações de estrelas recém-formadas mostra que as estrelas recém-formadas destroem rapidamente suas nuvens de nascimento, "disse Rosolowsky." A equipe do PHANGS está estudando como essa interrupção ocorre em diferentes tipos de galáxias, que pode ser um fator chave na eficiência de formação de estrelas. "

p Para esta pesquisa, ALMA está observando moléculas de monóxido de carbono (CO) de todas as relativamente massivas, geralmente galáxias espirais viradas para cima, visíveis do hemisfério sul. As moléculas de CO emitem naturalmente a luz de comprimento de onda milimétrica que o ALMA pode detectar. Eles são particularmente eficazes em destacar a localização de nuvens formadoras de estrelas.

p "O ALMA é uma máquina incrivelmente eficiente para mapear o monóxido de carbono em grandes áreas em galáxias próximas, "disse Leroy." Foi capaz de realizar esta pesquisa por causa da potência combinada das antenas de 12 metros, que estudam recursos de escala fina, e o menor, Pratos de 7 metros no centro da matriz, que são sensíveis a recursos de grande escala, essencialmente preenchendo as lacunas. "

p Uma pesquisa complementar, PHANGS-MUSE, está usando o Very Large Telescope para obter imagens ópticas das primeiras 19 galáxias observadas pelo ALMA. MUSE significa Multi-Unit Spectroscopic Explorer. Outra pesquisa, PHANGS-HST usa o Telescópio Espacial Hubble para pesquisar 38 dessas galáxias para encontrar seus aglomerados estelares mais jovens. Juntos, essas três pesquisas fornecem um quadro surpreendentemente completo de quão bem as galáxias formam estrelas por meio da sondagem de gás molecular frio, seu movimento, a localização do gás ionizado (regiões onde as estrelas já estão se formando), e as populações estelares completas das galáxias.

p "Na astronomia, não temos capacidade de observar as mudanças do cosmos ao longo do tempo; as escalas de tempo simplesmente diminuem a existência humana, "observou Rosolowsky." Não podemos observar um objeto para sempre, mas podemos observar centenas de milhares de nuvens formadoras de estrelas em galáxias de diferentes tamanhos e idades para inferir como funciona a evolução galáctica. Esse é o valor real da campanha PHANGS-ALMA. "

p "Também olhamos para milhares a dezenas de milhares de regiões de formação de estrelas dentro de cada galáxia, capturando-os ao longo de seu ciclo de vida. Isso nos permite construir uma imagem do nascimento e da morte de berçários estelares entre as galáxias, algo quase impossível antes do ALMA, "acrescentou Leroy.

p Até aqui, PHANGS-ALMA estudou cerca de 100, 000 objetos semelhantes à nebulosa de Órion no universo próximo. Espera-se que a campanha venha a observar cerca de 300, 000 regiões de formação de estrelas.