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Assim como o vento desempenha um papel fundamental na vida na Terra, varrendo sementes, pólen e muito mais de um lugar para outro, os ventos galácticos – correntes de alta potência de partículas carregadas e gases – podem alterar a composição química do hospedeiro. galáxias em que se formam, simplesmente soprando em uma direção específica.
Usando observações feitas pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA, um novo estudo detalha como esses ventos energéticos, uma vez liberados do centro de uma galáxia, influenciam diretamente a temperatura e a distribuição de metais do restante da região.
“Os ventos galácticos são uma grande parte da evolução da galáxia em geral”, disse Sebastian Lopez, principal autor do estudo e estudante de pós-graduação em astronomia na Ohio State University. “À medida que sopram de um extremo a outro de uma galáxia, eles alteram a distribuição de metais pelo disco e enriquecem o espaço intergaláctico circundante”.
Ao investigar a galáxia espiral próxima NGC 253, os pesquisadores descobriram que, embora a quantidade desses elementos possa variar, as abundâncias de oxigênio, néon, magnésio, silício, enxofre e ferro atingiram o pico no centro da galáxia e diminuíram com a distância. Isso indica que, à medida que o gás quente esfria, quanto mais se afasta do centro, ele deixa para trás uma menor concentração desses elementos.
Aprender mais sobre como os detritos celestes que compõem essas vastas galáxias são disseminados pelo cosmos pode ajudar os astrônomos a entender mais profundamente como a formação galáctica funciona em outras áreas do universo. “Nossa pesquisa pode refletir que o tamanho de uma galáxia, ou mesmo sua morfologia, pode afetar a forma como o gás deixa esses sistemas”, disse Lopez. O estudo foi publicado online no O Jornal Astrofísico.
Entre 1999 e 2018, Chandra observou NGC 253 apenas sete vezes, mas analisando imagens e dados espectrais obtidos dessas observações, Lopez e sua equipe conseguiram usar um software de computador especializado para identificar as linhas de emissão deixadas pelos ventos que passam. Ao compilar esses dados, eles descobriram que a pesquisa contraria estudos anteriores de raios-X feitos em NGC 253, que postulam que os ventos galácticos se expandem esfericamente ou em forma de bolha.
Em vez disso, os modelos que a equipe de Lopez criou mostram como os ventos se movem em direções opostas a partir do meio da galáxia e depois irradiam para fora em direção às regiões superior direita e inferior esquerda. Lopez atribui grande parte dessa discrepância aos dados disponíveis na época dos estudos anteriores e aos avanços tecnológicos que os cientistas fizeram desde então.
Ainda assim, havia algumas semelhanças com trabalhos anteriores que atraíram o interesse dos pesquisadores. Para determinar como surgem as diferenças de emissão galáctica e se essas diferenças dependem das propriedades da galáxia, eles compararam NGC 253 com os resultados de estudos feitos na galáxia M82, um sistema semelhante de explosão estelar localizado a cerca de 12 milhões de anos-luz da Terra. Depois de detectar os mesmos metais e distribuições semelhantes dentro do M82 que eles fizeram com o NGC 253, Lopez disse que comparar os dois levou a equipe a discernir que um processo chamado troca de carga – a remoção de um elétron de um átomo neutro por um íon – desempenha um papel importante na emissão de raios-X.
“Para que os cientistas criem uma galáxia realista em simulações, precisamos saber para onde estão indo esses elementos pesados”, disse Lopez. “Porque se você modelasse e não incluísse a troca de carga nesses modelos, eles não combinariam.” Se tais cálculos fossem inerentemente errados, disse ele, os cientistas teriam dificuldade em usar suas observações para fazer suposições sobre como o universo se parece e como ele opera.
Mas Lopez imagina que os modelos mais precisos criados a partir deste estudo ajudarão os astrônomos a estudar os ventos de outras galáxias, como calcular suas velocidades e descobrir o que os torna tão bons na criação de ambientes estelares únicos. “Em seguida, queremos fazer essa análise para um conjunto maior de galáxias diferentes e ver como as coisas mudam”, disse Lopez.
Esta pesquisa foi apoiada pela NASA. Os coautores foram Laura Lopez, Dustin Nguyen, Todd Thompson, Smita Mathur e Amy Sardone, do estado de Ohio, Alberto Bolatto, da Universidade de Maryland, e Neven Vulic, da Eureka Scientific.
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