Assim como um assassinato de corvos, uma astúcia de macacos e um murmúrio de estorninhos, estrelas compactas de uma idade semelhante no centro de uma galáxia têm um nome coletivo:uma protuberância.
A maioria das galáxias tem protuberâncias em seus centros. Dependendo de suas propriedades – especificamente, a cinemática de suas estrelas – as protuberâncias têm nomes diferentes. Estrelas dentro de protuberâncias clássicas se movem um pouco aleatoriamente, assemelhando-se a galáxias elípticas, e parecem ser mais velhas que sua galáxia, enquanto estrelas dentro de pseudobulges se movem por rotação, como galáxias espirais, e não diferem em idade de sua galáxia.

Os astrônomos usam o halo estelar de uma galáxia como um "registro fóssil" para estudar essas protuberâncias. Os halos estelares podem, por exemplo, dizer aos astrônomos se uma galáxia se fundiu com outra galáxia em seu passado.

Um estudante de doutorado da Universidade de Michigan examinou o pseudobulge da galáxia de disco próxima Messier 94 e descobriu que, apesar da galáxia ter o maior pseudobulge do universo local, provavelmente nenhuma galáxia massiva colidiu com M94 no passado.

“Os astrônomos acreditam que quando uma galáxia se funde com outra galáxia, a fusão depositará material no halo estelar da galáxia com a qual se fundiu”, disse a principal autora Katya Gozman. "Ao investigar e aprender sobre as estrelas e populações estelares no halo estelar, podemos estudar e descobrir informações sobre as fusões passadas que uma galáxia teve. Pode-se dizer que estamos fazendo arqueologia extragaláctica no halo estelar em torno de M94."

Mas Gozman e seus coautores não encontraram evidências de uma fusão maciça na história da galáxia. Em vez disso, uma fusão menor provavelmente aconteceu, com uma galáxia do tamanho da Pequena Nuvem de Magalhães – uma galáxia anã aproximadamente três vezes menor que a Via Láctea – colidindo com M94.

Gozman usou dados observacionais gerados pela Subaru Hyper Suprime-Cam, localizada no Havaí, para observar o halo estelar de M94, o halo difuso de estrelas que circunda uma galáxia. O halo estelar se estende muito além do que uma galáxia parece ser à primeira vista, e os astrônomos podem examinar esse halo para procurar restos de fusões passadas. Uma maneira de aprender sobre esses remanescentes é calcular a massa do halo de uma galáxia.

Para este estudo, Gozman usou os dados do Subaru para catalogar estrelas no halo estelar de M94 de acordo com seu brilho. Ela plotou estrelas no que é chamado de diagrama de magnitude de cor, que organiza as estrelas de acordo com seu brilho visto através de certos filtros usados ​​em astronomia para determinar quanta luz uma estrela está emitindo.

Especificamente, ela olhou para um tipo de estrela chamada estrela do ramo gigante vermelha, ou estrela RGB. Essas estrelas são luminosas – um benefício para fotografá-las, diz Gozman – e quão vermelha ou azul a estrela é fortemente correlacionada com os tipos de elementos metálicos mais pesados ​​que elas contêm.

Gozman então dividiu os RGBs na galáxia em duas regiões:RGBs cuja luz parecia mais azul e RGBs cuja luz parecia mais vermelha. Os RGBs azuis eram pobres em metal, enquanto os RGBs vermelhos eram mais ricos em metal. Ela também traçou a distribuição das estrelas na galáxia, determinando que os RGBs vermelhos estão concentrados em um anel ao redor do centro da galáxia, enquanto os RGBs azuis estão dispersos nas partes externas de seu halo.

Concentrando-se nos RGBs azuis, Gozman dividiu a galáxia em anéis circulares, ou anéis concêntricos que recobrem o disco como um alvo. Ao calcular o brilho da superfície das estrelas em cada anel, ela conseguiu determinar a massa do halo estelar – que não era nada massivo. A massa do halo nos permite inferir a massa da galáxia que se fundiu nele.

"Usamos a massa do halo para inferir a massa da galáxia que colidiu pela última vez com a galáxia que estamos examinando", disse Gozman. "Pode-se pensar que, se uma galáxia realmente grande colidiu com M94 há muito tempo, isso pode ter alterado significativamente a morfologia, os componentes da galáxia e talvez isso possa ter dado origem a essa pseudoprotuberância realmente grande no centro."

Mas não houve uma grande fusão, descobriu Gozman. A maior galáxia que colidiu com M94 no passado não era massiva. Em vez disso, ela diz que o pseudobulge provavelmente se formou apenas através da evolução típica da galáxia.

No entanto, muito poucos estudos mapearam o tamanho dos halos de galáxias dessa maneira. O trabalho de Gozman para resolver as estrelas no halo estelar de M94 fornece mais informações para os astrônomos que estudam fusões e evolução de galáxias.

"Estes dados são os primeiros dados que já tivemos da população estelar resolvida desta galáxia. Resolver estrelas é uma coisa muito difícil de fazer, mas é uma das melhores maneiras de realmente olhar para os halos e aprender sobre o história de fusão da galáxia", disse ela. "Portanto, este é outro ponto de dados em um campo de muito poucos pontos de dados." + Explorar mais

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