Os cientistas da EPFL concluíram a tarefa fastidiosa de analisar em detalhes 27 galáxias anãs, identificar as condições em que foram formados e como evoluíram desde então. Essas galáxias em pequena escala são perfeitas para estudar os mecanismos de formação de novas estrelas e os primeiros passos na criação do universo.

Galáxias anãs não emitem muita luz e, portanto, são difíceis de observar, mas eles têm muito a nos ensinar sobre como o universo foi criado. Uma equipe de cientistas do Laboratório de Astrofísica da EPFL (LASTRO) estudou meticulosamente 27 dessas galáxias e encontrou um grau surpreendente de variação nos mecanismos pelos quais suas estrelas foram formadas. Os resultados de seu árduo trabalho foram publicados em Astronomia e Astrofísica .

"Galáxias anãs são as menores e provavelmente as mais antigas galáxias do universo. De acordo com a teoria cosmológica padrão, galáxias maiores são formadas pela fusão dessas menores, "diz Yves Revaz, um especialista em dinâmica de galáxias no LASTRO.

Embora possam ser chamados de "anões, "eles são de fato enormes e podem pesar em qualquer lugar entre centenas de milhares e vários milhões de vezes mais que o sol. Eles também são as galáxias com a matéria mais escura. A equipe do LASTRO, portanto, teve que desenvolver modelos de computador altamente sofisticados para estudar essas galáxias 'propriedades, tamanho e temporalidade - todos os quais vão muito além de nosso entendimento básico.

Seus modelos levam em consideração cada um dos componentes das galáxias - gases, estrelas e matéria escura - bem como a relação entre matéria escura e matéria visível (chamada de "matéria bariônica" na astrofísica). Os modelos também levam em consideração as condições sob as quais a matéria foi formada quando o universo foi criado pela primeira vez, há cerca de 14 bilhões de anos - condições que agora são conhecidas graças às recentes missões espaciais realizadas para descobrir as assinaturas do Big Bang.

Passo a passo

Para analisar as galáxias anãs, os cientistas primeiro pegaram cada modelo e foram passo a passo através das principais características das galáxias, como a quantidade de gás (principalmente hidrogênio) que elas contêm, o aquecimento e resfriamento de seus meios interestelares, seus processos de compressão e expansão, as sucessivas gerações de suas estrelas, as supernovas dessas estrelas, e a liberação resultante de uma série de produtos químicos. Os cientistas então compararam os resultados de seus modelos com dados que foram obtidos observando galáxias anãs - mais especificamente, aqueles que orbitam nossa galáxia, a via Láctea, e sua galáxia vizinha, Andromeda (M31) - usando telescópios ópticos de oito metros, os maiores que existem atualmente. Essas galáxias anãs fazem parte do que é chamado de Grupo Local e estão próximas o suficiente para que os astrofísicos possam obter informações precisas sobre as idades e componentes químicos de estrelas individuais.

Certificar-se de que os resultados dos modelos correspondem aos dados empíricos é essencial se os cientistas desejam usá-los para testar suas teorias sobre a matéria escura, os tipos de objetos responsáveis ​​pela reionização do universo, e as condições e períodos de tempo para a formação de novas estrelas.

Esta é a primeira vez que galáxias anãs foram examinadas com tantos detalhes e sob condições cosmológicas - isto é, não por considerá-los como sistemas isolados, mas antes por levar em consideração todas as interações entre os primeiros sistemas galácticos.

Porquinhos-da-índia excelentes

"A vantagem das galáxias anãs é que elas respondem muito bem até mesmo a pequenas mudanças nas condições, tornando-os excelentes cobaias para estudar galáxias em geral, "diz Pascale Jablonka, pesquisador do LASTRO especializado em espectroscopia e desenvolvimento químico de galáxias e co-autor do estudo. Por exemplo, analisando a luz que as estrelas emitem, ela foi capaz de determinar sua composição química e quanto tempo levou para se formar.

"Nossos modelos nos permitiram criar um banco de dados de muitos tipos diferentes de atividade estelar e nos deram uma visão valiosa sobre os fatores que podem causar a aceleração da formação de estrelas, desacelere ou até mesmo pare completamente, "diz Revaz.

Com base nos dados que coletaram - que incluem um número impressionante de diferentes mecanismos de formação de estrelas, dado o quão "pequenas" as galáxias anãs são - a equipe do LASTRO descobriu que o mecanismo específico usado depende da densidade da matéria escura e bariônica da galáxia. Essa densidade determina se uma galáxia continuará fazendo estrelas ou parará repentinamente. Se a matéria de uma galáxia anã estiver muito dispersa, então seu hidrogênio ficará muito quente e evaporará, o que significa que não pode mais formar estrelas. Se, por outro lado, uma galáxia anã tem um halo denso de matéria escura protegendo-a, então a formação de estrelas continuará em ritmo acelerado.