Fusão de galáxias maciças primitivas

O Observatório Espacial Herschel da ESA obteve na banda do infravermelho longo (≈300 µ), a primeira imagem desta colisão de galáxias a ocorrer quando o universo tinha apenas 3 Ga (giga anos ou mil milhões de anos), como se vê na foto da esquerda. Apesar de terem mais estrelas do que a Via Láctea toda a poeira envolvente impede a sua observação na luz visível. A imagem à direita identifica as duas galáxias HXMM01 dentro da elipse tracejada. As galáxias azuis fora da elipse estão muito mais próximas de nós e não pertencem ao grupo HXMM01, a z =2,3.

O que chama a atenção nas galáxias HXMM01, separadas de 19 kpc (apenas metade do tamanho da Via Láctea), é a fortíssima taxa de formação estelar de 2000 sóis/ano, 10 vezes superior à de galáxias desta dimensão a z ≈2,1. A Via Láctea tem hoje uma taxa média de apenas 1 sol/ano. Esta taxa é uma assinatura do processo de fusão galáctica, que é mantida pela enorme quantidade de gás livre e poeira disponíveis: cerca de 0,1 biliões (milhão de milhão) de massas solares para cada galáxia. Igual massa já existe na forma de estrelas e aumentará durante os próximos Ga, depois da taxa de formação estelar ir decaindo durante 200 milhões de anos e consumir todo o gás e poeira livres. Hai Fu (Nature, 2013) estima que a quantidade total de estrelas atinja os 0,4 biliões de massas solares no final deste processo, formando-se uma galáxia elíptica passiva (com taxa de formação estelar residual).

Há cerca de meia dúzia de fusões de galáxias massivas observadas no universo jovem, o que torna importantíssimo descobrir e estudar estes fenómenos que ocorreram em épocas remotas, para melhorar o entendimento da formação das galáxias elípticas gigantes que hoje existem.

Na imagem à direita, as zonas a vermelho são regiões de intensa formação estelar que estão envolvidas em nuvens de poeira muito densas, mas observadas com o Submillimeter Array (SMA) do Smithsonian Astrophysical Observatory, no topo do Mauna Kea (Hawaii). As zonas esverdeadas correspondem a emissão de monóxido de carbono, observada com o rádio-telescópio Very Large Array (JVLA), no Novo México, EUA. A luz azul provém da emissão estelar visível e o restante da imagem foi obtido com o Telescópio Espacial Hubble e com o telescópio W.M. Keck (Mauna Kea), no infravermelho próximo.

© ESA/NASA/JPL-Caltech/UC Irvine/STScI/Keck/NRAO/SAO