p Uma equipe internacional de astrônomos do Japão, O México e a Universidade de Massachusetts Amherst estudando uma "galáxia monstro" a 12,4 bilhões de anos-luz de hoje relatam que seus instrumentos alcançaram uma resolução angular 10 vezes maior do que nunca, revelando detalhes estruturais da galáxia até então completamente desconhecidos. Eles também foram capazes de analisar propriedades dinâmicas que não podiam ser sondadas antes. Os detalhes aparecem em Natureza . p As chamadas "galáxias monstro" ou galáxias estelares extremas são consideradas ancestrais de galáxias massivas como a Via Láctea no universo de hoje, então, essas descobertas sobre a galáxia conhecida como COSMOS-AzTEC-1 abrem o caminho para a compreensão de sua formação e evolução, dizem os pesquisadores.

p Coautor Min Yun, professor de astronomia da UMass Amherst e membro da equipe que descobriu esta galáxia usando um instrumento construído pela UMass chamado AzTEC no Chile em 2007, adiciona, "Uma verdadeira surpresa é que esta galáxia vista há quase 13 bilhões de anos tem uma enorme, ordenou o disco de gás que está em rotação regular em vez do que esperávamos, que teria sido algum tipo de desastre de trem desordenado que a maioria dos estudos teóricos previu. "

p Dito isto, ele adiciona, eles observaram que este disco de gás é dinamicamente instável agora, o que significa que todo o disco de gás que compõe esta galáxia está se fragmentando e passando por um gigantesco episódio de explosão estelar, o que ajuda a explicar sua enorme taxa de formação de estrelas, mais de 1, 000 vezes a da Via Láctea.

p Essas descobertas observacionais mais recentes do COSMOS-AzTEC-1 foram possibilitadas pelo Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), telescópio e instalação operados por uma parceria internacional no Chile. Ken-ichi Tadaki é o autor principal do artigo desta semana e pesquisador de pós-doutorado na Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência e no Observatório Astronômico Nacional da nação. Ele diz, "Uma das melhores partes das observações do ALMA é ver galáxias tão distantes com resolução sem precedentes."

p Os astrônomos há muito se perguntam por que galáxias monstruosas podem formar estrelas em um ritmo tão surpreendente. Para começar a entender, eles precisavam caracterizar o ambiente em torno de viveiros estelares. Desenhar mapas detalhados de nuvens moleculares é uma etapa importante, eles dizem.

p Tadaki e a equipe descobriram que COSMOS-AzTEC-1 é rico em ingredientes de estrelas, mas ainda era difícil descobrir a natureza do gás cósmico na galáxia. Eles usaram a alta resolução e alta sensibilidade do ALMA para observar a galáxia e obter um mapa detalhado da distribuição e do movimento do gás para fazer o mapa de gás molecular de mais alta resolução de uma galáxia monstro distante já feito.

p "Descobrimos que existem duas grandes nuvens distintas a vários milhares de anos-luz de distância do centro, "explica Tadaki." Na maioria das galáxias estelares distantes, estrelas são ativamente formadas no centro. Portanto, é surpreendente encontrar nuvens fora do centro. "

p Yun acrescenta, "Como essas galáxias foram capazes de acumular uma quantidade tão grande de gás em primeiro lugar e, em seguida, essencialmente transformar toda a reserva de gás em estrelas em um piscar de olhos, cosmologicamente falando, era uma questão completamente desconhecida sobre a qual só podíamos especular. Temos as primeiras respostas agora. "

p Ele diz, “Até este resultado chegar do ALMA, ninguém sabia como a natureza criou o maciço, galáxias jovens se formaram apenas 1 bilhão de anos após o Big Bang. Encontrá-los pela primeira vez usando o instrumento AzTEC há 10 anos foi uma descoberta real, mas desafiava a explicação. "

p Com as novas observações, os membros da equipe agora acreditam que a galáxia monstro é alimentada por "um disco extremamente pesado de gás que de alguma forma é mantido estável até que gás suficiente seja acumulado. Ainda não sabemos como tanto gás é coletado tão rapidamente e o que manteve esse enorme gás reserva de inflamar e se transformar em estrelas, como o gás é conhecido por fazer no universo local, "Yun acrescenta.

p Os astrônomos descobriram que as nuvens de gás no COSMOS-AzTEC-1 são muito instáveis, o que é incomum. Em uma situação normal, eles apontam, a gravidade interna e a pressão externa são equilibradas. Uma vez que a gravidade supera a pressão, a nuvem de gás entra em colapso e forma estrelas em um ritmo rápido. Então, explosões de estrelas e supernovas no final do ciclo de vida estelar liberam gases, que aumentam a pressão externa. Como resultado, a gravidade e a pressão atingem um estado de equilíbrio e a formação de estrelas continua em um ritmo moderado. Desta forma, a formação de estrelas nas galáxias é auto-regulada.

p Mas no COSMOS-AzTEC-1, a pressão é muito mais fraca que a gravidade e difícil de equilibrar. Portanto, esta galáxia mostra a formação de estrelas em fuga e se transformou em uma galáxia monstro imparável. Tadaki, Yun e colegas estimam que o gás no COSMOS-AzTEC-1 será totalmente consumido em 100 milhões de anos, que é 10 vezes mais rápido do que em outras galáxias formadoras de estrelas.

p Por que o gás no COSMOS-AzTEC-1 é tão instável ainda não está claro, mas um fenômeno chamado "fusão de galáxias" é uma causa possível. A colisão de galáxias pode ter transportado o gás de maneira eficiente para uma pequena área e iniciado uma intensa formação de estrelas. Tadaki diz, "Neste momento, não temos evidências de fusão nesta galáxia. Mas, ao observar outras galáxias semelhantes com ALMA, queremos desvendar a relação entre fusões de galáxias e galáxias monstruosas. "