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Galáxias

Colisões entre galáxias

Galáxias em aglomerados estão relativamente próximas umas das outras, isto é, as separações entre elas não são grandes comparadas com seus tamanhos (o espaçamento entre as galáxias é da ordem de apenas cem vezes o seu tamanho, enquanto a distância média entre as estrelas é da ordem de 1 parsec = 22 milhões de diâmetros solares). Isso significa que provavelmente essas galáxias estão em frequentes interações umas com as outras.

Imagem do Telescópio Espacial Hubble da galáxia do girino (tadpole).
Imagem do Telescópio Espacial Hubble da galáxia do girino (tadpole).

Nos catálogos existentes de galáxias peculiares há muitos exemplos de pares de galáxias com aparências estranhas que parecem estar interagindo uma com a outra. Podemos entender muitos desses casos em termos de efeitos de maré gravitacional. Os efeitos de marés entre pares de galáxias que casualmente passam perto uma da outra têm sido estudados por Alar e Juri Toomre. Eles assinalaram três propriedades fundamentais nas interações por maré: (1) a força de maré é proporcional ao inverso do cubo da separação entre as galáxias; (2) as forças de maré sobre um objeto tende a alongá-lo; assim, os bojos de maré se formam no lado mais próximo e no lado mais distante de cada galáxia em relação à outra; (3) as galáxias perturbadas geralmente giravam antes do encontro de maré e a distribuição posterior de seu material deve portanto refletir a conservação de seu momentum angular.

Como um primeiro resultado, é de se esperar que uma interacção de maré entre duas galáxias puxe matéria de uma em direção à outra. Essas "pontes" de matéria realmente se formam entre as galáxias interagentes, mas também se formam caudas de matéria que saem de cada galáxia na direção oposta à outra. Devido à rotação das galáxias, as caudas e pontes podem assumir formas esquisitas, especialmente se levarmos em conta o fato de que os movimentos orbitais das galáxias estarão em um plano que forma um ângulo qualquer com a nossa linha de visada. Os irmãos Toomre têm conseguido calcular modelos de galáxias interagentes que simulam a aparência de diversos pares de galáxias com formas estranhas, vistas realmente no céu.

NGC 4038/9: um exemplo clássico de galáxias em colisão.
NGC 4038/9: um exemplo clássico de galáxias em colisão.

Fusão de galáxias e canibalismo galáctico

Se as galáxias colidem com velocidade relativamente baixa, elas podem evitar a disrupção por maré. Os cálculos mostram que algumas partes das galáxias que colidem podem ser ejectadas, enquanto as massas principais se convertem em sistemas binários (ou múltiplos) com pequenas órbitas ao redor uma da outra. O sistema binário recentemente formado, encontra-se envolto em um envelope de estrelas e possivelmente matéria interestelar, e eventualmente pode se fundir formando uma única galáxia. Esse processo é especialmente provável nas colisões entre os membros mais massivos de um aglomerado de galáxias, que tendem a ter velocidades relativamente mais baixas. A fusão pode converter galáxias espirais em elípticas.

O termo fusão de galáxias é usado em referência à interacção entre galáxias de tamanhos semelhantes. Quando uma galáxia muito grande interage com outra muito menor, as forças de maré da galáxia maior podem ser tão fortes a ponto de destruir a estrutura da galáxia menor cujos pedaços serão então incorporados pela maior. Astrônomos chamam este processo de canibalismo galáctico.

Observações recentes mostram que galáxias elípticas gigantes, conhecidas como galáxias cD, têm propriedades peculiares, tais como: halos muito extensos (até 3 milhões de anos luz em diâmetro), núcleos múltiplos, e localização em centros de aglomerados. Essas propriedades sugerem que essas galáxias se formaram por canibalismo galáctico.

Muitas vezes, o encontro entre as galáxias não é forte o suficiente para resultar em fusão. Numa interacção mais fraca, ambas as galáxias sobrevivem, mas o efeito de maré pode fazer surgirem caudas de matéria, em um ou ambos lados das duas galáxias. Muitas galáxias com aparências estranhas, que não se enquadram em nenhuma das categorias de Hubble, mostram evidências de interações recentes. Simulações por computador mostram que sua forma pode ser reproduzida por interacção de maré, em colisões. Um resultado recente de simulações em computador é a possibilidade de que colisões possam transformar galáxias espirais em elípticas: a interacção pode retirar gás, estrelas e poeira das duas galáxias, transformando-as em uma elíptica. A colisão pode também direcionar grande quantidade de gás ao centro da elíptica resultante, propiciando a criação de um buraco negro.

Quasares


Imagem no ótico do quasar 3C 279, obtida com o Canada-France-Hawaii Telescope de 3,6 m de diâmetro. O quasar tem magnitude aparente V=17,75 e magnitude absoluta estimada de MV=-24,6 (uma estrela O5V tem MV=-5). O nome vem do fato de ser o objeto número 279 do terceiro catálogo de rádio fontes de Cambridge. Pelo módulo de distância, r=2,951 Gpc.

Os quasares, cujo nome vem de "Quasi Stellar Radio Sources", foram descobertos em 1961, como fortes fontes de rádio, com aparência ótica aproximadamente estelar, azuladas. Mais provavelmente são galáxias com buracos negros fortemente ativos no centro, como proposto em 1964 por Edwin Ernest Salpeter (1924-) e Yakov Borisovich Zel'dovich (1914-1989). São objetos extremamente compactos e luminosos, emitindo mais do que centenas de galáxias juntas, isto é, até um trilhão de vezes mais do que o Sol. São fortes fontes de rádio, variáveis, e seus espectros apresentam linhas largas com efeito Doppler indicando que eles estão se afastando a velocidades muito altas, de até alguns décimos da velocidade da luz. O primeiro a ter seu espectro identificado foi 3C 273, pelo astronomo holandêz Maarten Schmidt (1929-), em 1963. Maarten foi orientando de Oort, em Leiden, em 1956. Este quasar tem magnitude aparente V=12,85, mas magnitude absoluta estimada de Pelo módulo de distância, r=891 Mpc.


O espectro do quasar 3C 273 no ótico e infravermelho próximo é dominado pelas linhas do hidrogênio em emissão e deslocadas para o vermelho (redshifted) por efeito Doppler. Por exemplo, a linha H está deslocada de 4861Å para 5630Å.

Modelo de um quasar, com um buraco negro no centro, um disco de acresção em volta deste, e jatos polares
Modelo de um quasar, com um buraco negro no centro, um disco de acresção em volta deste, e jatos polares

No modelo mais aceito, o buraco negro central acreta gás e estrelas da sua vizinhança, emitindo intensa radiação enquanto a matéria se acelera, espiralando no disco de acresção, e parte da matéria é ejetada por conservação de momento angular. Na aceleração da matéria, a energia liberada é da ordem de 0,1mc2, comparada com 0,007mc2 na reação nuclear mais energética conhecida, a transformação de 4 átomos de hidrogênio em um átomo de hélio. Quando o buraco negro consumir toda matéria circundante, ele cessará de emitir.


Imagens obtidas por John N. Bahcall (1934-2005) e Mike Disney com o Telescópio Espacial Hubble, da NASA, mostrando que os quasares ocorrem tanto em galáxias normais quanto em galáxias perturbadas. Por exemplo, PG 0052+251 (canto esquerdo superior), a 1,4 bilhões de anos-luz da Terra, reside em uma galáxia espiral normal; PHL 909, a 1,5 bilhões de anos-luz (canto inferior esquerdo), em uma galáxia elíptica; IRAS04505-2958, PG 1212+008, Q0316-346 e IRAS13218+0552, em vários tipos de galáxias em interação

Fonte: www.astro.ufrgs.br

Galáxias

Uma galáxia é um grande aglomerado de milhões de estrelas e outros objectos astronómicos (nebulosas de vários tipos, aglomerados estelares, etc.), unidos por forças gravitacionais e girando em torno de um centro de massa comum.

A visão dos povos antigos

Na mitologia grega, a Via Láctea, galáxia onde o sistema solar orbita, originou-se após Hércules apertar com força o seio de sua mãe, Juno, enquanto era amamentado. Já os seguidores de Pitágoras imaginavam-na constituída por fogos. Outras escolas antigas, consideravam a Via Láctea o antigo caminho do Sol, tal qual os rios deixam suas marcas ao mudar seu rumo, sua marcha permanecia comprovada por um sem-fim de ardentes pegadas.

Dimensões das Galáxias

A olho nu só podem ser vistas até 3 Galáxias diferentes, uma delas a nossa vizinha Andrômeda que tem o dobro de tamanho. Quando se diz que a nossa galáxia tem de tamanho 100 mil anos luz, isto significa que um raio de luz a viajar à estonteante velocidade de 300 mil km/s, demoraria cerca de 100 mil anos para cruzá-la. Mas apesar de a Via Láctea ter um grande tamanho, comparada com determinadas Galáxias do nosso imenso universo ela é relativamente uma anã, tome em consideração por exemplo a colossal markarian 348 que tem uma impressionante dimensão de 13 vezes superior à Via Láctea o que significa que um raio de luz precisaria de 1 milhão e trezentos mil anos-luz para percorrer toda essa galáxia. Mas esta não é a recordista das dimensões das Galáxias , pois pode-se mencionar que uns astrônomos descobriram num aglomerado de Galáxias chamado Abel 2029, uma que que tem cerca de 60 a 80 vezes o tamanho da nossa galáxia, o que novamente em termos científicos tem cerca de 6 a 8 milhões de anos-luz, e possuirá não bilhões, mas sim trilhões de estrelas.

Século XVIII

Até o início do século XVIII era conhecida apenas a Via Láctea. Por este motivo, muitos astrônomos ainda na atualidade a chamam comumente de Galáxia, com maiúscula. A partir daquela época até a atualidade, iniciou-se a descoberta de uma quantidade imensa desses sistemas. Em função da quantidade, descoberta foram adotados catálogos utilizando códigos alfanuméricos, isto é, formados por letras e números.

A visão atual

Atualmente, uma galáxia é denominada como um sistema astral composto de numerosos e variados corpos celestes, sobretudo estrelas e planetas, com matéria gasosa dispersa, animado por um movimento harmonioso. No Universo conhecido as Galáxias são os conjuntos mais complexos do Cosmo, cujo comportamento e interação gravitacional abrange a grupos considerados locais (Não confundir com a designação Grupo Local) e grupos distantes.

Por exemplo, a galáxia onde o Sistema Solar se encontra, faz parte de um desses agrupamentos, baptizado como Grupo Local, que inclui a Via Láctea aglomerada com cerca de 18 outras Galáxias , entre as quais encontra-se a de Andrômeda e várias outras Galáxias -satélites de ambas e outras menores.

A Morfologia das Galáxias

As Galáxias dividem-se em vários tipos morfológicos diferentes segundo a estrutura que apresentam. A técnica de classificação morfológica utilizada na sua tipologia é primitiva, em virtude de seu caráter meramente descritivo.

Galáxias espirais

Galáxia de Andrômeda, um exemplo de galáxia espiral
Galáxia de Andrômeda, um exemplo de galáxia espiral

Galáxias espirais- são Galáxias que apresentam grandes braços de estrelas e nuvens de poeira. Estes parecem enrolados em forma de lâminas de hélice em espiral (helicóides) partindo de um centro denso chamado também de núcleo central. Quando sua conformação helicoidal é normal, são distinguidas pelos astrônomos com a letra S de Spiral.

Galáxias em barra

São as Galáxias cujos braços helicoidais e núcleo central são menos desenvolvidos que os das Galáxias espirais normais. Seu núcleo possui a forma de uma barra, ou apresentam uma zona central cilíndrica com braços espiralados a sair das extremidades desse cilindro. Seguem o mesmo princípio de identificação das Galáxias Espirais, alguns astrônomos as consideram uma sub-categoria das primeiras. As Galáxias em Barra, são designadas com as letras SB de Spiral Bar. À estas denominações ainda seguem-se as letras a, b ou c, que indicam a abertura dos helicóides e/ou seu passo de hélice.

Acredita-se que a Via Láctea se assemelha bastante à galáxia de Andrômeda, de forma espiral e cujo tipo é SB (Espiral em barra), e que ambas têm na sua estrutura duas partes principais, ou seja, o seus discos ou núcleos, tem a forma de uma lente, cuja densidade estelar é bastante alta, e o halo, ou região mais externa a densidade é difusa.

Galáxias elípticas

Galáxia Elíptica M-32
Galáxia Elíptica M-32

Na tipologia das Galáxias Elípticas, ainda estão inseridas as Galáxias Circulares. Ambas são designadas pelos astrônomos com a letra E de Elliptic, e um número compreendido entre zero e sete. A função deste número é expressar excentricidade da elipse, ou, a diferença relativa entre o seu raio maior e o raio menor, (no caso das Galáxias circulares usa-se normalmente a identificação E1).

Galáxias irregulares

Galáxia Irregular Ngc 1427 A
Galáxia Irregular Ngc 1427 A

As Galáxias Irregulares são designadas como Irr de Irregular pelos astrônomos, não possuem forma definida, algumas são formadas por desenhos e colorações bizarras, surrealistas. As causas da irregularidade no formato destes sistemas são desconhecidas, assim como as causas dos outros tipos morfológicos. Alguns astrônomos atribuem a irregularidade de formato às forças gravitacionais que ainda não formaram um padrão giroscópico, isto levaria à suposição de que estas Galáxias seriam relativamente jovens.

A Via Láctea

A Via Láctea é uma grande galáxia espiral, e o Sol encontra-se num dos seus braços espirais. Também a Galáxia de Andrómeda é uma galáxia espiral. As duas maiores Galáxias -satélite da Via Láctea, por seu lado (a Grande Nuvem de Magalhães e a Pequena Nuvem de Magalhães), são ambas Galáxias irregulares.

O estudo das Galáxias

A formação das Galáxias é um dos objectos de estudos da cosmologia. A teoria mais comum sobre a formação é de que depois do big bang os gáses tenham, durante o processo de esfriamento, se juntado a nuvens sob a influência da gravitação, e de que dessas nuvens tenham se originado as Galáxias .

Fonte: pt.wikipedia.org

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