Quando entram em sua fase de transição, as galáxias começam a deixar de gerar novas estrelas e mudam progressivamente da forma espiral para a elíptica. Como um adolescente em mutação, modificam sua estrutura e aparência em decorrência do ambiente em que estão inseridas. As que se desenvolvem como integrantes de um grupo de galáxias sofrem mais alterações em sua morfologia e podem até se tornar disformes, possivelmente em razão de colisões e fusões com suas vizinhas. Seu disco externo, a região em que ocorre a formação de estrelas, tende a ser mais tênue. Seu bojo, a área central onde se aglutinam as estrelas mais velhas, torna-se mais proeminente. Já as galáxias de transição que se encontram isoladas no Universo, longe de outras companheiras, tendem a manter suas feições originais, com poucas alterações, por mais tempo.
Essas conclusões parecem óbvias e universais, no sentido de que seria esperado encontrar uma correlação entre a forma de uma galáxia e o ambiente em que ela evolui. Mas um artigo publicado em março no periódico científico The Astrophysical Journal sugere que essa correspondência é muito mais acentuada entre as galáxias de transição do que em outros tipos de galáxias, como as espirais e as elípticas, que se encontram em outra etapa de sua existência. “As galáxias de transição apresentam uma forte assinatura do ambiente de que fazem parte”, diz a astrofísica colombiana Gissel Montaguth, autora principal do estudo, que faz pós-doutorado no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP) com bolsa da FAPESP.
A partir de dados obtidos pelo Southern Photometric Local Universe Survey (S-Plus), um mapeamento de metade do céu do hemisfério Sul conduzido por um pequeno telescópio robótico brasileiro instalado nos Andes chilenos, Montaguth e seus colaboradores analisaram a influência da localização e dos arredores celestes sobre a estrutura e o formato de 4.012 galáxias. De acordo com um modelo matemático, o perfil de Sérsic, que permite inferir a forma e as estruturas de uma galáxia a partir da distribuição de seu brilho superficial, os objetos da amostra foram classificados em quatro tipos: galáxias do tipo tardio (38% do total), inicial (36%), de transição (12,5%) e outras de formato variado (13,5%).
As galáxias do tipo tardio têm geralmente formato espiral (como a Via Láctea) ou irregular. Sua cor tende, na maioria dos casos, para o azul, um indicativo de que ocorre a gênese de novas estrelas em seu interior. As do tipo inicial compreendem as galáxias elípticas, que não têm braços estelares. Nelas não há mais formação de novas estrelas e sua cor geralmente é vermelha. São galáxias perto de seu fim, mais envelhecidas estruturalmente do que as azuladas, onde nascem muitas estrelas.
As galáxias de transição são menos abundantes do que as incluídas nas duas classes anteriores e, como seu nome sugere, são um meio-termo entre as espirais azuis e as elípticas avermelhadas. As galáxias lenticulares, que têm discos centrais grandes e alongados, mas não têm braços, são a expressão mais comum dessa classe intermediária que quase não produz mais estrelas novas em seu interior. “As galáxias de transição estão passando da fase azul para a vermelha”, comenta Montaguth.
No estudo, o contexto em que se inserem as galáxias das quatro categorias analisadas foi dividido em duas configurações principais. Quase 80% delas ocupam uma posição no espaço dentro de um grupo composto por outras galáxias, que pode variar de tamanho (pequeno, médio e grande). Cada grupo forma uma vizinhança cósmica, um ambiente, que pode reunir desde meia dúzia até uma centena de galáxias. Pouco mais de 20% dos objetos da amostra são galáxias solitárias, sem companheiras, que se localizam em áreas praticamente vazias do Universo.
Posto esse cenário, os astrofísicos fizeram a pergunta de fundo do trabalho: o ambiente em que uma galáxia está influencia sua estrutura? A resposta, depois das análises, foi sim – desde que ela seja uma de transição que habita um grupo composto por mais galáxias. Nesse caso, ela tende a ser de menor porte e a apresentar estruturas mais compactas e evoluídas, tendo perdido seu disco externo e exibindo apenas um núcleo mais denso de estrelas. Nos demais tipos de galáxias, a interferência do lugar ocupado no Universo sobre seu formato é pequena ou não muito significativa.
“Entender a curta fase de transição das galáxias é algo fundamental”, explica a astrofísica Claudia Mendes de Oliveira, do IAG-USP, coautora do artigo e supervisora do pós-doutorado de Montaguth. “Nosso trabalho traz informações importantes sobre os mecanismos físicos que moldam a evolução das galáxias no Universo.” As galáxias podem permanecer em sua etapa de transição por algumas centenas de milhões de anos ou até um bilhão de anos. É pouco, menos de 10% de seu tempo total de vida.
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