Para vir a existir, as galáxias precisam de uma dieta constante de gases frios para sofrer o colapso gravitacional. Quanto maior a galáxia, mais gás frio precisa para se aglutinar e crescer.

Galáxias gigantescas encontradas no início do universo precisavam de muito gás frio - um estoque que totaliza até 100 bilhões de vezes a massa do nosso sol.

Mas onde é que estes primeiros, galáxias superdimensionadas recebem tanto gás frio quando são cercadas por ambientes mais quentes?

Em um novo estudo, astrônomos liderados pelo relatório direto da Universidade de Iowa, evidências observacionais de fluxos de gás frio que eles acreditam ter provisionado antes, galáxias massivas. Eles detectaram gasodutos frios que atravessaram a atmosfera quente no halo de matéria escura de uma galáxia massiva primitiva, fornecendo os materiais para a galáxia formar estrelas.

Cerca de duas décadas atrás, físicos que trabalham com simulações teorizaram que durante o início do universo, filamentos cósmicos transportavam gás frio e embrionário, galáxias em forma de nó para um halo de matéria escura, onde tudo se agrupou para formar galáxias massivas. A teoria presumia que os filamentos precisariam ser estreitos e densamente preenchidos com gás frio para evitar serem arrancados pela atmosfera mais quente ao redor.

Mas a teoria carecia de evidências diretas. Neste estudo, os cientistas estudaram uma região gasosa em torno de uma enorme galáxia formada quando o universo tinha cerca de 2,5 bilhões de anos, ou apenas 20% de sua idade atual. A galáxia não foi estudada anteriormente, e a equipe levou cinco anos para localizar sua localização e distância exatas (por meio de seu redshift). A equipe precisava de um observatório especialmente equipado, o Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array, porque o ambiente da galáxia alvo é tão empoeirado que só pode ser visto na faixa submilimétrica do espectro eletromagnético.

“É o protótipo, o primeiro caso em que detectamos um fluxo em escala de halo que está alimentando uma galáxia muito massiva, "diz Hai Fu, professor associado do Departamento de Física e Astronomia de Iowa e líder do estudo e autor correspondente. "Com base em nossas observações, tais riachos podem encher o reservatório em cerca de um bilhão de anos, que é muito mais curto do que a quantidade de tempo que estava disponível para a galáxia na época que estávamos observando. "

Crucialmente, os pesquisadores localizaram dois quasares de fundo que são projetados a distâncias angulares próximas à galáxia alvo, muito parecido com como o movimento de Júpiter e Saturno os aproximou mais um do outro quando vistos da Terra durante a Grande Conjunção em dezembro passado. Devido a esta configuração única, a luz dos quasares penetrando no gás halo da galáxia em primeiro plano deixou "impressões digitais" químicas que confirmaram a existência de um estreito fluxo de gás frio.

Essas impressões digitais químicas mostraram que o gás nos fluxos tinha uma baixa concentração de elementos pesados, como o alumínio, carbono, ferro, e magnésio. Uma vez que esses elementos são formados quando a estrela ainda está brilhando e são liberados no meio circundante quando a estrela morre, os pesquisadores determinaram que os fluxos de gás frio devem estar fluindo de fora, em vez de ser expulso da própria galáxia criadora de estrelas.

“Entre os 70, 000 galáxias estelares em nossa pesquisa, este é o único associado a dois quasares que estão próximos o suficiente para sondar o gás halo. Ainda mais, ambos os quasares são projetados no mesmo lado da galáxia para que sua luz possa ser bloqueada pelo mesmo fluxo em duas distâncias angulares diferentes. "Fu diz." Então, Eu me sinto extremamente afortunado que a natureza nos forneceu esta oportunidade de detectar esta importante artéria que leva ao coração de uma galáxia fenomenal durante sua adolescência. "

O estudo, "Um longo fluxo de gás frio pobre em metais em torno de uma enorme galáxia estelar em Z =2,67, "foi publicado online no Astrophysical Journal 24 de fevereiro.