A Galáxia de Andrômeda comeu seus pequenos amigos ... duas vezes

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Astrônomos usando um vasto levantamento do céu ao redor da Galáxia de Andrômeda encontraram evidências que teve duas refeições enormes no passado distante, dois eventos separados onde galáxias menores foram fisicamente consumidas por uma muito maior. Ambos os eventos foram há muito tempo, e um foi muito antes do outro, mas - como um gourmand com manchas de ketchup e mostarda na camisa - as evidências permanecem.



A uma distância de 2,5 milhões de anos-luz, Andrômeda é nossa grande vizinha galáctica mais próxima. É um galáxia espiral , Como a via Láctea , e tem aproximadamente a mesma massa (cerca de 1–2 trilhões de vezes a do Sol). É maior do que nós, com cerca de 200.000 anos-luz de largura, e tem quase o dobro de estrelas. É tão próximo e grande que pode ser visto a olho nu em céus ligeiramente escuros.

Como nossa galáxia, Andrômeda tem dois componentes principais: um disco plano (com braços espirais) feito de estrelas velhas e mais jovens e um enorme halo de estrelas velhas ao seu redor. Tanto fora quanto dentro deste halo estão várias galáxias menores, incluindo M32 e NGC 205 , ambos visíveis por meio de um pequeno telescópio.







Também como a Via Láctea, tem um círculo de aglomerados globulares orbitando-a (embora tenha cerca de 450 conhecidos em comparação com os nossos 150). Essas são coleções compactas de centenas de milhares de estrelas, geralmente agrupadas em uma esfera com algumas dezenas de anos-luz de diâmetro. Os aglomerados globulares tendem a ser antigos, com muitos bilhões de anos de idade, e está se tornando mais claro com o tempo que muitos, senão a maioria, costumavam ser galáxias anãs por direito próprio. As interações com sua galáxia hospedeira muito maior retira-lhes suas estrelas externas - quando se trata de gravidade, pode dar certo, então a galáxia mais massiva vence - deixando para trás o núcleo compacto.

A pesquisa PAndAS obteve imagens profundas da Galáxia de Andrômeda. Os aglomerados globulares na galáxia são designados por círculos; muitos estão claramente sentados em estruturas de halo, enquanto outros não.Mais Zoom

A pesquisa PAndAS obteve imagens profundas da Galáxia de Andrômeda. Os aglomerados globulares na galáxia são designados por círculos; muitos estão claramente sentados em estruturas de halo, enquanto outros não. As cores representam a velocidade, com o vermelho longe de nós e o azul na nossa direção. Uma imagem de Andrômeda (inserção no canto superior esquerdo) mostra a escala da pesquisa, com mais de 20 ° de diâmetro. Crédito: Australian National University / NSF's National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory

Esses aglomerados globulares foram a chave para a nova descoberta . Os astrônomos usaram o 3,6 metros Telescópio Canadá-França-Havaí para conduzir um vasto levantamento do céu - 20 ° de diâmetro, 40 vezes mais largo que a Lua no céu! - em torno de Andrômeda e de outra, embora menor, espiral próxima chamada Galáxia do Triângulo (que está a cerca de 2,9 milhões de anos-luz de nós). Eles chamaram isso de Levantamento Arqueológico Pan-Andromeda (ou PAndAS , haha, embora use vários filtros, então o nome não é tão preto e branco), que foi projetado para ir muito fundo (ou seja, encontrar objetos muito fracos) a uma distância de cerca de 500.000 anos-luz do centro de Andrômeda.

A pesquisa detectou um grande número de estrelas no halo de Andrômeda, incluindo algumas estruturas interessantes ali. A maior parte do halo é suave, mas vários riachos e aglomerados de estrelas óbvios também foram vistos. Isso pode ser esperado quando uma galáxia menor é comida por uma maior; as estrelas são arrancadas da galáxia menor pela gravidade da maior, deixando um rastro de detritos.

Uma pequena seção da pesquisa PAndAS em torno de Andrômeda mostra muitas estrelas (provavelmente membros da Via Láctea), galáxias de fundo e dois aglomerados globulares (centro superior e inferior), cada um com mais de 330.000 anos-luz do centro de Andrômeda. Crédito: Alan W. McConnachMais Zoom

Uma pequena seção da pesquisa PAndAS em torno de Andrômeda mostra muitas estrelas (provavelmente membros da Via Láctea), galáxias de fundo e dois aglomerados globulares (centro superior e inferior), cada um com mais de 330.000 anos-luz do centro de Andrômeda. Crédito: Alan W. McConnachie / PAndAS

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A pesquisa também revelou dezenas de globulares a 80.000 anos-luz do centro galáctico; de 92 observados, eles usaram vários telescópios para obter espectros de 77 para obter suas velocidades ao redor da galáxia (isso na verdade dá a velocidade da linha de visão; que é a velocidade em direção ou longe de nós devido ao deslocamento Doppler, mas isso dá uma boa ideia das velocidades dos globulares ao redor de Andrômeda , especialmente quando analisado estatisticamente).

Juntamente com as imagens terrivelmente profundas, isso revelou duas populações distintas de aglomerados globulares. Um é apenas um grupo que não parece estar em nenhuma estrutura, então cada aglomerado está orbitando a galáxia por conta própria (eles encontraram 34 globulares neste grupo). O outro grupo (com 43 membros) tem globulares que estão diretamente no topo das estruturas e, portanto, provavelmente em eles. Isso, por sua vez, significa que as estruturas são de estrelas retiradas dos globulares.

OK, isso é legal, mas fica melhor. Os dois grupos parecem estar se movendo em direções distintas! Os aglomerados halo parecem estar orbitando a galáxia com essencialmente a mesma orientação e direção das estrelas no disco da galáxia, enquanto os globulares que fazem parte das estruturas têm órbitas orientadas a quase 90 ° do outro grupo! Isso significa que são claramente duas populações diferentes.

M32, um satélite de Andrômeda, é uma galáxia totalmente desenvolvida (embora anã).Mais Zoom

M32, um satélite de Andrômeda, é uma galáxia totalmente desenvolvida (embora anã). Crédito: Equipe de pesquisa de grupo local e T.A. Reitor (University of Alaska Anchorage)

É provável que o primeiro grupo tenha feito parte de um ato massivo de canibalismo a grandes algum tempo atrás, tão distante no passado que as estrelas arrancadas das galáxias menores tiveram tempo de se dispersar e se tornar parte do halo geral. O segundo grupo fez parte de um evento que aconteceu mais recentemente, e as estrelas ainda não tiveram tempo de se dispersar. Pense nisso como gotas de corante alimentar em um copo d'água; logo depois de adicionar um à água a estrutura do corante fica coerente, mas com o tempo o corante se dispersa e se espalha por todo o copo.

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Eles não sabem dizer a idade dos grupos, embora eles provavelmente estivessem separados por bilhões de anos, e o mais recente ainda tivesse bilhões de anos atrás.

Galáxias crescem por meio desses atos de canibalismo; todas as grandes galáxias no céu (incluindo a nossa) cresceram dessa maneira. Além desses dois eventos, cerca de dois bilhões de anos atrás Andrômeda comeu o que pode ter sido a quarta ou quinta maior galáxia do nosso Grupo Local ! Portanto, é muito comum. Ao estudar os vestígios desses encontros - pense nisso como arqueologia galáctica - podemos aprender muito não apenas sobre como as galáxias crescem, mas também como eram seus ambientes no passado distante.

Uma simulação baseada em física real que mostra como será a colisão das galáxias da Via Láctea e de Andrômeda nos próximos bilhões de anos. Observe que isso é baseado em observações mais antigas, e a distância pela qual eles passam pela primeira vez provavelmente é maior do que a representada aqui.

Isso não é apenas uma curiosidade ociosa: em cerca de 4,6 bilhões de anos, Andrômeda e a Via Láctea colidirão em um espetacular acidente de trem cósmico , levando cerca de um bilhão de anos para se fundir em uma única galáxia muito maior (que a maioria dos astrônomos chama de Milkomeda, que eu acho que não tem graça como nome, mas não consigo pensar em nada melhor). Estudar colisões antigas, e outras que vemos em espaços mais profundos, é uma forma de estudar nosso próprio futuro inevitável.

Além disso, é muito legal e interessante. Galáxias comem umas às outras! E eles são comedores bagunçados! E podemos usar suas sobras desleixadas para descobrir o que eles estão fazendo, o que eles fizeram eras atrás ... e qual será sua próxima grande refeição.