ALMA captura dupla de galáxias titânicas em fusão

Novas observações com o ALMA descobriram o encontro quase nunca visto entre duas galáxias surpreendentemente brilhantes e espetacularmente maciças no universo inicial. Essas galáxias de estrelas starburst são extremamente raras nessa época da história cósmica - perto do momento em que as galáxias se formaram pela primeira vez - e podem representar um dos exemplos mais extremos de formação de estrelas violentas já observadas.

Impressão artística de duas galáxias starburst começando a se fundir no Universo inicial.

Os astrônomos capturaram essas duas galáxias interativas, coletivamente conhecidas como ADFS-27, quando começaram o processo gradual de se fundir em uma única galáxia elíptica maciça. Um encontro anterior entre as duas ajudou a desencadear suas explosões surpreendentes de formação estelar. Os astrônomos especulam que essa fusão pode eventualmente formar o núcleo de um aglomerado inteiro de galáxias. Os aglomerados de galáxias estão entre as estruturas mais maciças do universo.
"Encontrar apenas uma galáxia starburst hiper-luminosa é notável por si só. Encontrar duas dessas galáxias raras e tão próximas é realmente surpreendente", disse Dominik Riechers, um astrônomo da Universidade de Cornell em Ithaca, Nova York, e autor principal em um artigo publicado no Astrophysical Journal.
"Considerando a extrema distância da Terra e a atividade frenética de formação de estrelas dentro de cada uma, é possível que possamos estar testemunhando a fusão de galáxia mais intensa conhecida até o momento".
O par de galáxias ADFS-27 está localizado a aproximadamente 12,7 bilhões de anos-luz da Terra na direção da constelação de Dorado. A essa distância, os astrônomos estão vendo este sistema quando o Universo tinha apenas cerca de um bilhão de anos.
Os astrônomos detectaram esse sistema com o Observatório Espacial Herschel da Agência Espacial Européia. Apareceu como um único ponto vermelho na pesquisa do telescópio do céu do sul.
Essas observações iniciais sugeriram que o objeto aparentemente fraco era de fato extremamente brilhante e extremamente distante. As observações seguintes, com o telescópio Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), confirmaram essas interpretações iniciais e prepararam o caminho para as observações do ALMA mais detalhadas.
Com sua maior resolução e maior sensibilidade, o ALMA mediu precisamente a sua distância e revelou que eram de fato duas galáxias distintas. O aparecimento de duas galáxias fenomenalmente raras como essas sugere que residem dentro de uma região particularmente densa do Universo nesse período em sua história, disseram os astrônomos.

Imagem composta do par de galáxias ADFS-27. A imagem de fundo é do Observatório Espacial Herschel da ESA. O objeto foi primeiro detectado pelo telescópio Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) (imagem do meio). ALMA (à direita) foi capaz de identificar duas galáxias: ADFS-27N (para Norte) e ADFS-27S (para o sul). As galáxias starburst.

As novas observações do ALMA também indicam que o sistema ADFS-27 possui aproximadamente 50 vezes mais gás formador de estrelas do que a Via Láctea. "Muito deste gás será convertido em novas estrelas muito rapidamente", disse Riechers. "Nossas observações atuais indicam que essas duas galáxias realmente produzem estrelas a um ritmo vertiginoso, cerca de mil vezes mais rápido que a nossa galáxia".
As galáxias - que apareceriam como discos planos e rotativos - estão repletas de estrelas azuis extremamente brilhantes e maciças. A maior parte desta intensa luz das estrelas, no entanto, é indistinguível das próprias galáxias, devido a quantidade de poeira interestelar em cada uma galáxia.
Esta poeira absorve a luz das estrelas brilhante, aquecendo até que ela brilha intensamente na luz infravermelha. À medida que esta luz viaja nas vastas distâncias cósmicas até a Terra, a expansão contínua do Universo desloca a luz infravermelha para comprimentos de onda milimétricos e submilimétricos, tudo graças ao efeito Doppler.
O ALMA foi especialmente concebido para detectar e estudar a luz desta natureza, o que permitiu aos astrônomos resolver a fonte da luz em dois objetos distintos. As observações também mostram as estruturas básicas das galáxias, revelando características semelhantes a cauda que foram formadas durante o encontro inicial.
As novas observações também indicam que as duas galáxias estão a cerca de 30 mil anos-luz de distância uma da outra, movendo-se relativamente em cerca de várias centenas de quilômetros. À medida que continuam a interagir gravitacionalmente, cada galáxia acabará por abrandar e cair uma em direção a outra, provavelmente levando a vários encontros mais próximos antes de se fundir em uma galáxia elíptica maciça. Os astrônomos esperam que esse processo leve alguns milhões de anos.
"Devido à sua grande distância e  poeira interestelar, estas galáxias permanecem completamente não detectadas em comprimentos de onda visíveis", observou Riechers. "Eventualmente, esperamos combinar os requintados dados do ALMA com futuras observações infravermelhas com o Telescópio Espacial James Webb da NASA. Esses dois telescópios formarão uma "equipe de sonhos" de um astrônomo para entender melhor a natureza desse e de outros sistemas extremamente raros e excepcionais".

Fonte: Space Daily