Embora a sonda tenha esgotado o suprimento de líquido refrigerante de hélio líquido necessário para observar a energia infravermelha do Universo distante, os dados coletados pelo observatório espacial Herschel da ESA ainda estão ajudando a desvendar mistérios cósmicos - como as galáxias elípticas iniciais cresceram tão rapidamente tão rapidamente, preenchendo com estrelas e, de repente, interrompendo completamente a formação de estrelas.
Agora, usando as informações inicialmente coletadas por Herschel e depois investigando mais de perto com vários outros observatórios espaciais e terrestres, os pesquisadores descobriram um "elo perdido" na evolução dos primeiros elípticos: uma enorme fusão de duas galáxias massivas, provocando estrelas. no ato em que o Universo tinha apenas 3 bilhões de anos.
Tem sido um enigma cosmológico de longa data: como as galáxias massivas se formaram no início do Universo? Observações de grandes galáxias elípticas distantes cheias de velhas estrelas vermelhas (e poucas brilhantes e jovens) existentes quando o Universo tinha apenas alguns bilhões de anos apenas não se alinham com a forma como se pensava que essas galáxias se formaram - ou seja, através da acumulação gradual de muitas galáxias anãs menores.
Mas esse processo levaria tempo - muito mais que alguns bilhões de anos. Então, outra sugestão é que galáxias elípticas maciças poderiam ter sido formadas pela colisão e fusão de grandes galáxias, cada uma cheia de gás, poeira e novas estrelas ... e que a fusão provocaria uma formação frenética de ainda mais estrelas.
A investigação de uma região brilhante encontrada pela primeira vez por Herschel, chamada HXMM01, identificou essa fusão de duas galáxias, a 11 bilhões de anos-luz de distância.
As enormes galáxias estão ligadas por uma ponte de gás e cada uma tem uma massa estelar de cerca de 100 bilhões de sóis - e estão gerando novas estrelas a uma taxa incrível de cerca de 2.000 por ano.
"Estamos olhando para uma fase mais jovem da vida dessas galáxias - uma explosão de atividade adolescente que não durará muito", disse Hai Fu, da Universidade da Califórnia em Irvine, principal autor de um novo estudo que descreve os resultados. .
Escondido atrás de vastas nuvens de poeira cósmica, levou os olhos de Herschel que buscavam calor até para localizar o HXMM01.
"Essas galáxias em fusão estão repletas de novas estrelas e completamente escondidas pelo pó", disse a co-autora Asantha Cooray, também da Universidade da Califórnia em Irvine. "Sem os detectores de infravermelho distante de Herschel, não poderíamos ver através da poeira a ação que está ocorrendo por trás".
Herschel viu pela primeira vez a dupla em colisão em imagens tiradas com luz infravermelha de comprimento de onda maior, como mostrado na imagem acima, no lado esquerdo. As observações de acompanhamento de muitos outros telescópios ajudaram a determinar o grau extremo de formação de estrelas que ocorreu na fusão, bem como sua massa incrível.
A imagem à direita mostra uma visualização em close, com as galáxias em fusão circuladas. Os dados em vermelho são da matriz submilimétrica do Observatório Astrofísico Smithsonian no topo de Mauna Kea, no Havaí, e mostram regiões de formação de estrelas envoltas em poeira. Os dados verdes, obtidos pelo Very Large Array do Observatório Nacional de Radioastronomia, perto de Socorro, MN, mostram gás monóxido de carbono nas galáxias. Além disso, o azul mostra a luz das estrelas.
Embora as galáxias no HXMM01 estejam produzindo milhares de estrelas a cada ano mais novas do que a nossa Via Láctea, uma taxa tão alta de formação de estrelas não é sustentável. O reservatório de gás contido no sistema será rapidamente esgotado, extinguindo mais formação de estrelas e levando a uma população envelhecida de estrelas vermelhas frias e de baixa massa - efetivamente "desativando" a formação de estrelas, como foi testemunhado em outros elípticos antigos.
O Dr. Fu e sua equipe estimam que levará cerca de 200 milhões de anos para converter todo o gás em estrelas, com o processo de fusão concluído em um bilhão de anos. O produto final será uma enorme galáxia elíptica vermelha e morta com cerca de 400 bilhões de massas solares.
O estudo foi publicado na edição on-line de 22 de maio da Natureza.
Leia mais no comunicado de imprensa da ESA Herschel aqui, bem como no site da NASA aqui. Além disso, confira uma animação da fusão galáctica abaixo:
Crédito da imagem principal: ESA / NASA / JPL-Caltech / UC Irvine / STScI / Keck / NRAO / SAO
