Um grupo de astrônomos liderados por Crystal Martin e Stephanie Ho, da Universidade da Califórnia, Santa Barbara, descobriu uma coreografia cósmica estonteante entre galáxias formadoras de estrelas típicas; seu gás halo frio parece estar em sintonia com os discos galácticos, girando na mesma direção.

Os pesquisadores usaram o Observatório W. M. Keck para obter a primeira evidência de observação direta mostrando que o gás halo corotante não é apenas possível, mas comum. Suas descobertas sugerem que o halo de gás giratório acabará em espiral em direção ao disco.

"Este é um grande avanço na compreensão de como os discos galácticos crescem, "disse Martin, Professor de Física na UC Santa Barbara e principal autor do estudo. "As galáxias são cercadas por enormes reservatórios de gás que se estendem muito além das porções visíveis das galáxias. Até agora, permanece um mistério como exatamente esse material é transportado para discos galácticos, onde pode alimentar a próxima geração de formação de estrelas. "

O estudo está publicado na edição de hoje da Astrophysical Journal e mostra os resultados combinados de 50 galáxias formadoras de estrelas padrão obtidas ao longo de um período de vários anos.

Quase uma década atrás, modelos teóricos previram que o momento angular do gás halo frio em rotação compensa parcialmente a força gravitacional que o puxa em direção à galáxia, diminuindo assim a taxa de acreção de gás e prolongando o período de crescimento do disco.

Os resultados da equipe confirmam esta teoria, que mostram que o momento angular do gás halo é alto o suficiente para diminuir a taxa de infall, mas não tão alto a ponto de interromper a alimentação do disco galáctico inteiramente.

Metodologia

Os astrônomos primeiro obtiveram espectros de quasares brilhantes atrás de galáxias formadoras de estrelas para detectar o gás halo invisível por sua assinatura de linha de absorção no espectro de quasares. Próximo, os pesquisadores usaram o sistema de óptica adaptativa de estrelas de guia de laser do Observatório Keck (LGSAO) e câmera de infravermelho próximo (NIRC2) no telescópio Keck II, junto com Wide Field Camera 3 (WFC3) do Telescópio Espacial Hubble, para obter imagens de alta resolução das galáxias.

"O que diferencia este trabalho dos estudos anteriores é que nossa equipe também usou o quasar como uma 'estrela' de referência para o sistema AO de estrela guia a laser de Keck, "disse o co-autor Ho, estudante de graduação em física na UC Santa Barbara. "Este método removeu o borrão causado pela atmosfera e produziu as imagens detalhadas de que precisávamos para resolver os discos galácticos e determinar geometricamente a orientação dos discos galácticos no espaço tridimensional."

A equipe então mediu os desvios Doppler das nuvens de gás usando o espectrômetro de imagem de baixa resolução (LRIS) no Observatório Keck, bem como obter espectros do Observatório Apache Point. Isso permitiu aos pesquisadores determinar em que direção o gás está girando e com que velocidade. Os dados provaram que o gás está girando na mesma direção da galáxia, e o momento angular do gás não é mais forte do que a força da gravidade, o que significa que o gás entrará em espiral no disco galáctico.

"Assim como os patinadores no gelo ganham impulso e giram quando trazem os braços para dentro, o gás halo provavelmente está girando hoje porque já esteve a distâncias muito maiores, onde foi depositado pelos ventos galácticos, despojado de galáxias satélites, ou direcionado para a galáxia por um filamento cósmico, "disse Martin.

Próximos passos

O próximo passo para Martin e sua equipe é medir a taxa na qual o gás halo está sendo puxado para o disco galáctico. Comparar a taxa de influxo com a taxa de formação estelar irá fornecer uma melhor linha do tempo da evolução das galáxias normais formadoras de estrelas, e explicar como os discos galácticos continuam a crescer em escalas de tempo muito longas que abrangem bilhões de anos.