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    Modelagem de protuberância galáctica lança luz sobre a evolução da galáxia

    Galáxia espiral NGC 5468, 130 milhões de anos-luz de distância. Crédito:ESA / Hubble &NASA, A. Riess et al.

    Usando dados da pesquisa de Espectroscopia de Campo Integral (IFS) da CALIFA e ferramentas de modelagem avançada, pesquisadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) têm obtido resultados importantes sobre o componente esférico central (o bojo) em galáxias espirais como a Via Láctea. lançando uma nova luz sobre a compreensão da evolução galáctica. Os resultados são publicados na última edição da Astronomia e Astrofísica .

    Demorou vários anos e muito poder computacional para analisar cerca de meio milhão de espectros de uma amostra que cobre todos os tipos morfológicos de galáxias espirais não interagentes. A equipe fez as primeiras medições da variação de idade das estrelas no bojo, do centro para a periferia, e determinou como essa diferença de idade se relaciona com outras propriedades da galáxia, como a existência de núcleos galácticos ativos (AGN) e a massa total das estrelas na galáxia.

    O estudo revelou que a população estelar no centro das galáxias espirais mais massivas é mais velha do que as estrelas na borda da protuberância, enquanto em galáxias de baixa massa, o oposto acontece - as estrelas mais jovens povoam o centro da protuberância, e os mais velhos estão na periferia. Este resultado está de acordo com estudo anterior da equipe, que já havia encontrado fortes evidências de um cenário unificado para a formação de galáxias espirais. Ao contrário das hipóteses anteriores, galáxias espirais de baixa e alta massa aparecem da mesma maneira, embora galáxias de massa alta passem pelos mesmos estágios de formação mais cedo e mais rápido do que suas contrapartes de massa menor.

    Essas medições podem ser usadas para estimar o impacto de um AGN na evolução do bojo (e, portanto, galáctica). O fato de a massa de uma protuberância estar fortemente conectada à do buraco negro supermassivo que alimenta o AGN aponta para uma ligação física íntima entre o crescimento das galáxias e seus buracos negros supermassivos. Compreender a formação e evolução do bojo é, portanto, indispensável para a compreensão de como os buracos negros supermassivos nasceram na Era da Reionização, e como eles influenciaram a evolução das galáxias.

    IA pesquisadora Iris Breda, o principal autor do artigo, desenvolveu a maior parte desse trabalho durante seu doutorado recém-concluído. no IA e na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Ela diz, "Há muitas lições importantes que podemos tirar de nosso estudo, o mais relevante é que protuberâncias hospedadas por galáxias espirais massivas não podem ter se formado em um episódio de formação estelar rápido e violento, como comumente se pensa. Ao contrário, esses resultados apóiam um cenário em que essas protuberâncias são formadas gradualmente em 2 a 4 bilhões de anos. Junto com nossos resultados anteriores, nosso estudo recente dá suporte à hipótese de que as galáxias menos massivas, que agora estão ativamente formando estrelas bem no centro de suas protuberâncias, atualmente assemelham-se a uma versão em escala reduzida das galáxias espirais mais massivas em seus estágios evolutivos iniciais. "

    Impressão artística de uma galáxia ativa que possui jatos. Crédito:ESO, Cortesia:Aurore Simonnet, Sonoma State University

    Polychronis Papaderos, investigador da FCT, líder dos estudos IA sobre a história da montagem de galáxias resolvidas no espaço e no tempo, diz, "Um AGN evacua a protuberância do gás frio, e, portanto, interrompe a formação de estrelas, primeiro em sua parte central, e conforme o tempo passa, em sua periferia. Esse fenômeno resulta em uma diminuição na idade média das populações estelares à medida que nos movemos do centro para a periferia do bojo. Aproveitando esse fato, inventamos um método para estimar a velocidade média para o resfriamento da formação estelar de dentro para fora conduzido pelo AGN. A velocidade relativamente baixa que inferimos (1-2 km / s) implica que o aumento da atividade de AGN não leva a um episódio catastrófico de remoção repentina de gás e um término abrupto da formação de estrelas em todo o bojo. "

    A participação da equipe de IA em pesquisas de rádio como o Mapa Evolucionário do Universo (EMU) oferece condições ideais para um estudo inédito e detalhado da interação de AGNs com o gás ambiente em núcleos galácticos por meio de interferometria de rádio profunda. Isso permite que eles procurem por jatos de rádio de pequena escala em protuberâncias, que eles acreditam ter passado despercebido em observações anteriores de interferometria de rádio de baixa resolução.

    O estudo da atividade de AGN desde a Era da Reionização e seu impacto na evolução galáctica constitui um dos principais eixos de pesquisa no IA.

    O coordenador do IA, José Afonso, da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa afirma, "Os detalhes mais sutis da formação e evolução da galáxia estão finalmente sendo explorados, alinhando observações sem precedentes com ferramentas computacionais revolucionárias e modelagem. Essas técnicas irão em breve para o próximo nível, pois estaremos instalando um novo, espectrógrafo poderoso, LUAS, no Very Large Telescope do ESO. Teremos então acesso a observações detalhadas de milhões de galáxias durante o apogeu da evolução das galáxias no universo, quando o universo tinha menos da metade de sua idade atual. Os pesquisadores IA estarão lá, explorando essas novas observações e ajudando a compreender melhor a história da montagem das galáxias. "


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