Se olharmos para as galáxias massivas repletas de estrelas, podemos pensar que são fábricas de estrelas, produzindo bolas brilhantes de gás. Mas, na verdade, as galáxias anãs menos evoluídas têm regiões maiores de fábricas de estrelas, com taxas mais elevadas de formação estelar.

Agora, investigadores da Universidade do Michigan descobriram a razão subjacente a este facto: estas galáxias gozam de um atraso de 10 milhões de anos na expulsão do gás que "atulha" o seu ambiente. As regiões de formação estelar conseguem manter o seu gás e poeira, permitindo que mais estrelas coalesçam e evoluam.

Nestas galáxias anãs relativamente pristinas, as estrelas massivas - estrelas com cerca de 20 a 200 vezes a massa do nosso Sol - colapsam em buracos negros em vez de explodirem como supernovas. Mas em galáxias mais evoluídas e poluídas, como a nossa Via Láctea, é mais provável que explodam, gerando assim um supervento coletivo. O gás e a poeira são expulsos da Galáxia e a formação estelar pára rapidamente.

As suas descobertas foram publicadas na revista The Astrophysical Journal.

"Quando as estrelas se tornam supernovas, poluem o seu ambiente produzindo e libertando metais", disse Michelle Jecmen, primeira autora do estudo e investigadora universitária. "Argumentamos que em ambientes galácticos com baixa metalicidade - relativamente não poluídos - há um atraso de 10 milhões de anos no início de fortes superventos, o que, por sua vez, resulta numa maior formação estelar."

Os investigadores da Universidade do Michigan apontam para o que se chama o diapasão de Hubble, um diagrama que representa a forma como o astrónomo Edwin Hubble classificou as galáxias. Na pega do diapasão estão as maiores galáxias. Enormes, redondas e repletas de estrelas, estas galáxias já transformaram todo o seu gás em estrelas. Ao longo dos dentes do diapasão estão as galáxias espirais que têm gás e regiões de formação estelar ao longo dos seus braços compactos. Na extremidade do diapasão estão as galáxias mais pequenas e menos evoluídas.

"Mas estas galáxias anãs têm regiões de formação estelar realmente peculiares", disse Sally Oey, astrónoma da Universidade do Michigan, autora principal do estudo. "Tem havido algumas ideias sobre o porquê disso, mas a descoberta de Michelle fornece uma explicação muito boa: estas galáxias têm dificuldade em parar a sua formação estelar porque não expulsam o seu gás".

Além disso, este período de 10 milhões de anos de silêncio oferece aos astrónomos a oportunidade de observar cenários semelhantes ao alvorecer cósmico, um período de tempo logo após o Big Bang, disse Jecmen. Nas galáxias anãs, o gás aglomera-se e forma espaços através dos quais a radiação pode escapar. Este fenómeno anteriormente conhecido é designado por modelo da "cerca de estacas", com a radiação UV a escapar entre as lacunas da cerca. O atraso explica porque é que o gás teria tido tempo para se aglomerar.

A radiação ultravioleta é importante porque ioniza o hidrogénio - um processo que também ocorreu logo após o Big Bang, fazendo com que o Universo passasse de opaco a transparente.

"Assim, olhar para as galáxias anãs de baixa metalicidade com muita radiação UV é um pouco semelhante a olhar para trás, para o alvorecer cósmico", disse Jecmen. "Compreender o período perto do Big Bang é muito interessante. É fundamental para o nosso conhecimento. É algo que aconteceu há tanto tempo - é tão fascinante que podemos ver situações semelhantes nas galáxias que existem atualmente".

Um segundo estudo, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters e liderado por Oey, utilizou o Telescópio Espacial Hubble para observar Mrk 71, uma região numa galáxia anã próxima, a cerca de 10 milhões de anos-luz de distância. Em Mrk 71, a equipa encontrou evidências observacionais do cenário de Jecmen. Usando uma nova técnica com o Telescópio Espacial Hubble, a equipa utilizou um conjunto de filtros que analisa a luz do carbono triplamente ionizado.

Em galáxias mais evoluídas, com muitas explosões de supernova, essas explosões aquecem o gás num enxame de estrelas a temperaturas muito elevadas - até milhões de graus Kelvin, disse Oey. À medida que este supervento quente se expande, expulsa o resto do gás dos enxames estelares. Mas em ambientes de baixa metalicidade como o de Mrk 71, onde as estrelas não estão a explodir, a energia dentro da região é irradiada. Não tem hipótese de formar um supervento.

Os filtros da equipa captaram um brilho difuso do carbono ionizado em Mrk 71, demonstrando que a energia é irradiada para longe. Por conseguinte, não existe um supervento quente, permitindo que o gás denso permaneça em todo o ambiente.

Oey e Jecmen dizem que há muitas implicações para o seu trabalho.

"As nossas descobertas podem também ser importantes para explicar as propriedades das galáxias que estão a ser observadas no alvorecer cósmico pelo Telescópio Espacial James Webb neste momento", disse Oey. "Penso que ainda estamos no processo de compreender as consequências".

// Universidade do Michigan (comunicado de imprensa)
// Artigo científico #1 (The Astrophysical Journal)
// Artigo científico #1 (arXiv.org)
// Artigo científico #2 (The Astrophyical Journal Letters)
// Artigo científico #2 (arXiv.org)

Quer saber mais?

Formação estelar:
Wikipedia

Galáxias anãs:
Wikipedia

NGC 2366:
Wikipedia
Mrk 71 (Wikipedia)

Diapasão de Hubble:
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
Hubblesite
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST