Aglomerados de galáxias são regiões raras do universo consistindo em centenas de galáxias contendo trilhões de estrelas, bem como gás quente e matéria escura.

Há muito se sabe que quando uma galáxia se divide em um aglomerado, a formação de estrelas é rapidamente interrompida em um processo conhecido como "extinção". O que realmente faz com que as estrelas se apaguem, Contudo, é um mistério, apesar de várias explicações plausíveis terem sido propostas por astrônomos.

Um novo estudo internacional liderado pelo astrônomo Ryan Foltz, um ex-aluno de pós-graduação da Universidade da Califórnia, Riverside, fez a melhor medição ainda da escala de tempo de têmpera, medindo como ele varia em 70 por cento da história do universo. O estudo também revelou o processo provavelmente responsável por interromper a formação de estrelas em aglomerados.

Cada galáxia que entra em um aglomerado traz consigo algum gás frio que ainda não formou estrelas. Uma possível explicação sugere que antes que o gás frio possa se transformar em estrelas, é "arrancado" da galáxia pelo calor, gás denso já no cluster, fazendo com que a formação de estrelas cesse.

Outra possibilidade é que as galáxias sejam "estranguladas, "o que significa que eles param de formar estrelas porque seus reservatórios param de ser reabastecidos com gás frio adicional, uma vez que caem dentro do aglomerado. Prevê-se que este seja um processo mais lento do que a remoção.

Uma terceira possibilidade é que a energia da própria formação estelar afaste muito do combustível de gás frio da galáxia e a impeça de formar novas estrelas. Este cenário de "fluxo de saída" está previsto para ocorrer em uma escala de tempo mais rápida do que a remoção, porque o gás está perdido para sempre na galáxia e não está disponível para formar novas estrelas.

Como esses três processos físicos diferentes predizem que as galáxias se extinguem em diferentes escalas de tempo relativas ao longo da história do universo, astrônomos postularam que se pudessem comparar o número de galáxias extintas observadas ao longo de uma linha de base de tempo longa, o processo dominante que faz com que as estrelas se apaguem se tornaria mais facilmente aparente.

Contudo, até recentemente, foi muito difícil encontrar aglomerados distantes, e ainda mais difícil medir as propriedades de suas galáxias. O Spitzer Adaptation of the Red-sequence Cluster Survey, ou SpARCS, pesquisa já fez uma medição de mais de 70 por cento da história do universo, realizado pelo pioneirismo em novas técnicas de detecção de cluster, que possibilitou a descoberta de centenas de novos aglomerados no universo distante.

Usando alguns de seus próprios clusters SpARCS recém-descobertos, o novo estudo liderado pelo UCR descobriu que uma galáxia leva mais tempo para parar de formar estrelas à medida que o universo envelhece:apenas 1,1 bilhão de anos quando o universo era jovem (4 bilhões de anos), 1,3 bilhão de anos quando o universo está na meia-idade (6 bilhões de anos), e 5 bilhões de anos no universo atual.

"Comparar as observações da escala de tempo de extinção em galáxias em aglomerados no universo distante com aquelas no universo próximo revelou que um processo dinâmico, como a remoção de gás, é um ajuste melhor para as previsões do que estrangulamento ou vazamentos, "Foltz disse.

Para fazer essa medição de última geração, a equipe SpARCS exigiu 10 noites de observações com os telescópios do Observatório W. M. Keck (10 metros de diâmetro) no Havaí, e 25 noites de observações com os telescópios gêmeos Gemini (8 metros de diâmetro) no Havaí e no Chile.

"Graças ao investimento fenomenal em nosso trabalho por esses observatórios, agora acreditamos que temos uma boa ideia de como a formação de estrelas pára nas galáxias mais massivas em aglomerados, "disse Gillian Wilson, professor de física e astronomia da UCR e líder da pesquisa SpARCS, em cujo laboratório Foltz trabalhava quando o estudo foi concluído. "Existem boas razões, Contudo, acreditar que galáxias de massa inferior podem se extinguir por um processo diferente. Essa é uma das perguntas que nossa equipe está trabalhando para responder a seguir. "

A equipe recebeu 50 noites adicionais do tempo de Gêmeos e uma bolsa de US $ 1,2 milhão da National Science Foundation para estudar como a formação de estrelas para em galáxias de massa mais regular. Wilson também recebeu observações do Telescópio Espacial Hubble e uma bolsa da NASA para analisar imagens de alta resolução das galáxias em extinção.

O artigo de pesquisa é publicado no Astrophysical Journal .