À esquerda está uma imagem da galáxia Sombrero (M104) que inclui uma parte do halo muito mais tênue além de seu disco brilhante e protuberância. O Hubble fotografou duas regiões do halo (uma das quais é mostrada pela caixa branca). As imagens à direita aumentam o zoom para mostrar o nível de detalhe capturado pelo Hubble. A caixa laranja, um pequeno subconjunto da visão do Hubble, contém uma miríade de estrelas do halo. A densidade da população estelar aumenta próximo ao disco da galáxia (caixa azul inferior). Cada quadro contém um aglomerado globular brilhante de estrelas, dos quais existem muitos no halo da galáxia. O halo do Sombrero continha mais estrelas ricas em metal do que o esperado, mas ainda mais estranho era a quase ausência de velhos, estrelas pobres em metais normalmente encontradas nos halos de galáxias massivas. Muitos dos aglomerados globulares, Contudo, contêm estrelas pobres em metais. Uma possível explicação para as características desconcertantes do Sombrero é que ele é o produto da fusão de galáxias massivas bilhões de anos atrás, mesmo que a aparência lisa do disco e halo da galáxia não mostre sinais de tal grande interrupção. Crédito:NASA / Digitized Sky Survey / P. Goudfrooij (STScI) / Equipe do Hubble Heritage (STScI / AURA)
Novos dados surpreendentes do Telescópio Espacial Hubble da NASA sugerem o bom, A "borda" estabelecida do disco da galáxia Sombrero pode estar ocultando um passado turbulento. A nitidez e a sensibilidade do Hubble resolvem dezenas de milhares de estrelas individuais no vasto Sombrero, halo estendido, a região além da porção central de uma galáxia, tipicamente feito de estrelas mais velhas. Estas últimas observações do Sombrero estão virando a teoria convencional de ponta-cabeça, mostrando apenas uma pequena fração do mais antigo, estrelas pobres em metal no halo, além de uma abundância inesperada de estrelas ricas em metal, normalmente encontradas apenas no disco de uma galáxia, e o bojo central. As fusões anteriores de grandes galáxias são uma explicação possível, embora o imponente Sombrero não mostre nenhuma das evidências confusas de uma recente fusão de galáxias massivas.
"O Sombrero sempre foi uma galáxia um pouco estranha, que é o que o torna tão interessante, "disse Paul Goudfrooij do Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimore, Maryland. "Medidas de metalicidade de Hubble (ou seja, a abundância de elementos pesados nas estrelas) são outra indicação de que o Sombrero tem muito a nos ensinar sobre a montagem e evolução da galáxia. "
"As observações do Hubble do halo do Sombrero estão mudando nossa compreensão geralmente aceita da composição e metalicidade da galáxia, "acrescentou o co-investigador Roger Cohen, do STScI.
Há muito tempo um favorito dos astrônomos e observadores amadores do céu por sua beleza brilhante e estrutura curiosa, a galáxia Sombrero (M104) agora tem um novo capítulo em sua estranha história - um halo estendido de estrelas ricas em metais com apenas um sinal das esperadas estrelas pobres em metais que foram observadas nos halos de outras galáxias. Pesquisadores, confundindo os dados do Hubble, voltou-se para modelos de computador sofisticados para sugerir explicações para a desconcertante inversão da teoria galáctica convencional. Esses resultados sugerem a possibilidade igualmente surpreendente de grandes fusões no passado da galáxia, embora a majestosa estrutura do Sombrero não apresente evidências de interrupções recentes. As descobertas incomuns e possíveis explicações são publicadas no Astrophysical Journal .
"A ausência de estrelas pobres em metal foi uma grande surpresa, "disse Goudfrooij, "e a abundância de estrelas ricas em metal só aumentava o mistério."
No halo de uma galáxia, os astrônomos esperam encontrar gerações anteriores de estrelas com elementos menos pesados, chamados metais, em comparação com as cidades estelares aglomeradas no disco principal de uma galáxia. Os elementos são criados por meio do processo estelar de "ciclo de vida", e quanto mais tempo uma galáxia teve estrelas passando por este ciclo, quanto mais rico em elementos o gás e maior metalicidade as estrelas que se formam a partir desse gás. Esses mais jovens, estrelas de alta metalicidade são normalmente encontradas no disco principal da galáxia, onde a população estelar é mais densa - ou assim diz a sabedoria convencional.
Para complicar os fatos está a presença de muitos velhos, aglomerados globulares de estrelas pobres em metais. Estes mais velhos, Espera-se que estrelas pobres em metais eventualmente saiam de seus aglomerados e se tornem parte do halo estelar geral, mas esse processo parece ter sido ineficiente na galáxia Sombrero. A equipe comparou seus resultados com simulações de computador recentes para ver qual poderia ser a origem de tais medições de metalicidade inesperadas no halo da galáxia.
Os resultados também desafiaram as expectativas, indicando que o Sombrero imperturbado havia sofrido grande acréscimo, ou fusão, eventos bilhões de anos atrás. Ao contrário de nossa galáxia, a Via Láctea, que se acredita ter engolido muitas pequenas galáxias satélites nos chamados acréscimos "menores" ao longo de bilhões de anos, um grande acréscimo é a fusão de duas ou mais galáxias de massa semelhante que são ricas em gerações posteriores, estrelas de alta metalicidade.
As galáxias satélites continham apenas estrelas de baixa metalicidade que eram em grande parte hidrogênio e hélio do big bang. Elementos mais pesados tiveram que ser cozidos em interiores estelares por meio da nucleossíntese e incorporados em estrelas de gerações posteriores. Este processo foi bastante ineficaz em galáxias anãs, como aquelas em torno de nossa Via Láctea, e mais eficaz em maiores, galáxias mais evoluídas.
Os resultados para o Sombrero são surpreendentes porque seu disco liso não mostra sinais de interrupção. Por comparação, numerosas galáxias interagindo, como as icônicas galáxias Antenas, seu nome deve-se à aparência distorcida de seus braços espirais devido às forças de maré de sua interação. As fusões de galáxias com massa semelhante normalmente se aglutinam em grandes, galáxias elípticas suaves com halos estendidos - um processo que leva bilhões de anos. Mas o Sombrero nunca se encaixou bem na definição tradicional de galáxia espiral ou elíptica. Está em algum lugar no meio - um híbrido.
Para este projeto específico, a equipe escolheu o Sombrero principalmente por sua morfologia única. Eles queriam descobrir como essas galáxias "híbridas" poderiam ter se formado e reunido com o tempo. Estudos de acompanhamento para distribuições de metalicidade de halo serão feitos com várias galáxias a distâncias semelhantes às do Sombrero.
A equipe de pesquisa espera que os observatórios futuros continuem a investigação sobre as propriedades inesperadas do Sombrero. O Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), com um campo de visão 100 vezes maior do que o Hubble, será capaz de capturar uma imagem contínua do halo da galáxia enquanto capta mais estrelas na luz infravermelha. O Telescópio Espacial James Webb também será valioso por sua resolução semelhante ao Hubble e sensibilidade infravermelha mais profunda.
