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Novo modelo explica evolução gradual e suave de galáxias como a Via Láctea

Uma equipe de pesquisadores das instituições Iowa State University, University of Wisconsin-Madison e IBM Research realizou um estudo para entender como aglomerados massivos de gás nas galáxias são capazes de espalhar estrelas para longe de suas órbitas, e gerar também o brilho presente nos discos do interior delas. Os pesquisadores direcionaram o estudo para entender como estes aglomerados nas galáxias jovens afetam a órbita das estrelas e criam discos galácticos com centros brilhantes e brilho que, quanto mais externo, mais difuso fica.

Eles explicam que a formação dos discos exponenciais com este espalhamento vai além das galáxias jovens e seria um processo mais robusto e presente em todas as galáxias, mas estes discos estão presentes em galáxias espirais, elípticas anãs e irregulares. Para entender melhor o motivo por trás disso, os pesquisadores elaboraram modelos para rastrearem o espalhamento das estrelas dentro galáxias: “sentimos que temos um entendimento muito mais profundo dos processos físicos, que solucionam este problema de quase 50 anos”, diz Curtis Struck, professor de física e astronomia na Iowa State University.

Os traços indicam amostras de órbitas de estrelas que se distanciam das órbitas dentro da galáxia (Imagem: Reprodução/Jian Wu/Iowa State University/SLOAN DIGITAL SKY SURVEY)

Acontece que galáxias semelhantes à nossa possuem uma espécie de disco composto por estrelas e gás com diferentes massas e tamanhos. Todos estes discos têm propriedades parecidas, e a taxa de formação de estrelas neles se relaciona ao gás, o movimento dele e o tempo que a galáxia leva para se mover. Assim, eles descobriram que os impulsos gravitacionais gerados por aglomerações massivas alteram as órbitas das estrelas, o que faz com que a distribuição delas no disco mude e, assim, tenha um brilho diferente também.


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Na prática, os discos galácticos têm brilho mais suave conforme as estrelas se espalham. O último modelo computacional, liderado por Jian Wu, foi produzido depois de melhorias alcançadas após longos anos de estudos e mostra como os aglomerados de estrelas e gases dentro das galáxias podem alterar as órbitas de estrelas próximas: existem eventos que espalham as estrelas e podem alterar a órbitas das estrelas e até atraí-las à volta de aglomerados massivos. Entretanto, outros eventos que causam este espalhamento não são tão poderosos.

Os modelos também apresentam indicações sobre o tempo que os discos de galáxias exponenciais se formarem: a velocidade da rotação é afetada pelos tipos de aglomerados e densidades iniciais, mas não há influência no brilho final. Nesse caso, a velocidade é um termo relativo porque as escalas de tempo para estes processos envolvem milhares de anos. Então, durante este tempo e até com modelos de galáxias onde as estrelas são distribuídas inicialmente de diferentes formas, Wu explica que os modelos indicam a importância do espalhamento das estrelas:. “o espalhamento estelar é muito geral e universal. Ele funciona para explicar a formação dos discos exponencial em vários casos”, finaliza.

O artigo do estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Leia a matéria no Canaltech.

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