De acordo com os modelos cosmológicos mais amplamente aceitos, as primeiras galáxias começaram a se formar entre 13 e 14 bilhões de anos atrás. Ao longo dos próximos bilhões de anos, surgiram as estruturas cósmicas que todos conhecemos. Isso inclui coisas como aglomerados de galáxias, super aglomerados e filamentos, mas também recursos galácticos como aglomerados globulares, protuberâncias galácticas e buracos negros supermassivos (SMBHs).
No entanto, como organismos vivos, as galáxias continuaram a evoluir desde então. De fato, ao longo de suas vidas, as galáxias se acumulam e ejetam massa o tempo todo. Em um estudo recente, uma equipe internacional de astrônomos calculou a taxa de entrada e saída de material da Via Láctea. Então as pessoas boas dos astrobitas deram um bom colapso e mostraram o quão relevante é para o nosso entendimento da formação e evolução galácticas.
O estudo foi liderado pelo astrônomo da ESA Dr. Andrew J. Fox e incluiu membros do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI), The Milky Way Halo Research Group, e várias universidades. Com base em estudos anteriores, eles examinaram a taxa na qual o gás flui para dentro e para fora da Via Láctea a partir das nuvens de alta velocidade circundantes (HVC).
Como a disponibilidade de material é essencial para a formação de estrelas em uma galáxia, é importante saber a taxa na qual ele é adicionado e perdido é importante para entender como as galáxias evoluem ao longo do tempo. E como Michael Foley de
De acordo com este modelo, as estrelas mais massivas de uma galáxia produzem ventos estelares que expulsam o material do disco da galáxia. Quando vão à supernova perto do fim de sua vida útil, eles expulsam a maior parte do material. Esse material entra novamente no disco ao longo do tempo, fornecendo material para a formação de novas estrelas.
"Esses processos são conhecidos coletivamente como" feedback estelar "e são responsáveis por empurrar o gás para fora da Via Láctea", disse Foley. “Em outras palavras, a Via Láctea não é um lago isolado de material; é um reservatório que está constantemente ganhando e perdendo gás devido à gravidade e feedback estelar. ”
Além disso, estudos recentes mostraram que a formação de estrelas pode estar intimamente relacionada ao tamanho do buraco negro supermassivo (SMBH) no núcleo de uma galáxia. Basicamente, as SMBHs lançam uma tremenda quantidade de energia que pode aquecer
Como tal, a taxa na qual o material flui para dentro e para fora de uma galáxia é essencial para determinar a taxa de formação de estrelas. Para calcular a taxa com que isso acontece na Via Láctea, o Dr. Fox e seus colegas consultaram dados de várias fontes. Como o Dr. Fox disse à Space Magazine por e-mail:
“Mineramos o arquivo. A NASA e a ESA mantêm arquivos bem organizados de todos os dados do Telescópio Espacial Hubble, e passamos por todas as observações de quasares de fundo feitos com o Cosmic Origins Spectrograph (COS), um espectrógrafo sensível no Hubble que pode ser usado para analisar a luz ultravioleta de fontes distantes. Encontramos 270 desses quasares. Primeiro, usamos essas observações para criar um catálogo de nuvens de gás em movimento rápido, conhecidas como nuvens de alta velocidade (HVCs). Em seguida, criamos um método para dividir os HVCs em populações de entrada e saída, usando o turno Doppler. ”
Além disso, um estudo recente mostrou que a Via Láctea passou por um período adormecido há cerca de 7 bilhões de anos - que durou cerca de 2 bilhões de anos. Esse foi o resultado de ondas de choque que fizeram com que as nuvens interestelares de gás esquentassem, o que temporariamente causou a interrupção do fluxo de gás frio em nossa galáxia. Com o tempo, o gás esfriou e começou a fluir novamente, desencadeando uma segunda rodada de formação de estrelas.
Depois de analisar todos os dados, Fox e seus colegas conseguiram impor restrições à taxa de entrada e saída dessa galáxia:
“Depois de comparar as taxas de entrada e saída de gás, encontramos um excesso de entrada, o que é uma boa notícia para a formação de estrelas no futuro em nossa galáxia, já que há bastante gás que pode ser convertido em estrelas e planetas. Medimos cerca de 0,5 massa solar por ano de entrada e 0,16 massa solar por ano de saída, portanto, há uma entrada líquida ".
No entanto, como Foley indicou, acredita-se que os HVCs vivam por períodos de apenas cerca de 100 milhões de anos ou mais. Como resultado, não é de esperar que essa entrada líquida dure indefinidamente. "Finalmente, eles ignoram os HVCs conhecidos por residir em estruturas (como as bolhas Fermi) que não rastreiam o gás que entra ou sai", acrescenta.
Desde 2010, os astrônomos conhecem as estruturas misteriosas que emergem do centro de nossa galáxia, conhecidas como Fermi Bubbles. Essas estruturas semelhantes a bolhas se estendem por milhares de anos-luz e são consideradas o resultado do consumo de gás interestelar da SMBH e da emissão de raios gama.
Entretanto, enquanto isso, os resultados fornecem novas informações sobre como as galáxias se formam e evoluem. Ele também reforça o novo argumento da "acumulação de fluxo a frio", uma teoria proposta originalmente pelo professor Avishai Dekel e colegas do Instituto de Física Racah da Universidade Hebraica de Jerusalém para explicar como as galáxias acumulam gás do espaço circundante durante sua formação.
“Esses resultados mostram que galáxias como a Via Láctea não evoluem em um
Outro argumento interessante deste estudo é o fato de que o que se aplica à nossa Via Láctea também se aplica aos sistemas estelares. Por exemplo, nosso sistema solar também está sujeito à entrada e saída de material ao longo do tempo. Objetos como um Oumuamua e o mais recente 2I / Borisov confirmam que asteróides e cometas são expulsos de sistemas estelares e recolhidos por outros regularmente.
Mas e gás e poeira? Nosso Sistema Solar e (por extensão) o planeta Terra estão perdendo ou ganhando peso ao longo do tempo? E o que isso pode significar para o futuro do nosso sistema e
"De fato, a partir de observações de satélite de trilhas de meteoros, estima-se que cerca de 100 a 300 toneladas (toneladas) de material atinjam a Terra todos os dias. Isso soma cerca de 30.000 a 100.000 toneladas por ano. Isso pode parecer muito, mas mais de um milhão de anos equivaleria a menos de um bilionésimo de um por cento da massa total da Terra. "
No entanto, como ele continua explicando, a Terra também perde massa regularmente através de vários processos. Isso inclui a deterioração radioativa do material na crosta terrestre, o que leva a energia e partículas subatômicas (alfa, beta
Na superfície, isso pareceria uma perda líquida de cerca de 10.000 ou mais toneladas anualmente. Além disso, o microbiologista / comunicador científico Dr. Chris Smith e o físico de Cambridge Dave Ansell estimaram em 2012 que a Terra ganha 40.000 toneladas de poeira por ano do espaço, enquanto perde 90.000 por ano através de processos atmosféricos e outros.
Portanto, é possível que a Terra esteja ficando mais leve a uma taxa de 10.000 a 50.000 toneladas por ano. No entanto, a taxa na qual o material está sendo adicionado não está bem restrita neste momento, portanto, é possível que estejamos empatando (embora a possibilidade de a Terra ganhar massa pareça improvável). Quanto ao nosso sistema solar, a situação é semelhante. Por um lado, gás interestelar e poeira
Por outro lado, nosso Sol - que representa 99,86% da massa do Sistema Solar - também está perdendo massa ao longo do tempo. Usando dados coletados pela sonda MESSENGER da NASA, uma equipe de pesquisadores da NASA e do MIT concluiu que o Sol está perdendo massa devido aos processos de vento solar e interiores. De acordo com Ask a Astronomer, isso está acontecendo a uma taxa de 1,3245 x 1015 toneladas por ano, embora o Sol esteja se expandindo simultaneamente.
Esse é um número impressionante, mas como o Sol tem uma massa de cerca de 1.9885 × 1027 toneladas. Portanto, o Sol não vai desaparecer tão cedo. Mas, à medida que perde massa, sua influência gravitacional na Terra e nos outros planetas diminui. No entanto, quando o Sol chegar ao final de sua sequência principal, ele se expandirá consideravelmente e poderá engolir Mercúrio, Vênus, Terra
Assim, embora nossa galáxia possa estar ganhando massa no futuro próximo, parece que nosso Sol e Terra estão lentamente perdendo massa. Isso não deve ser visto como uma má notícia, mas tem implicações a longo prazo. Enquanto isso, é meio encorajador saber que mesmo os objetos mais antigos e maciços do Universo estão sujeitos a mudanças como criaturas vivas.
Quer estejamos falando de planetas, estrelas ou galáxias, eles nascem, vivem e morrem. E, no meio, eles podem confiar ou ganhar alguns quilos. O círculo de
