Em uma noite clara, você pode ver a banda da Via Láctea no céu noturno. Por milênios, os astrônomos a observaram com admiração, chegando lentamente à conclusão de que nosso Sol era apenas um dos bilhões de estrelas da galáxia. Com o tempo, à medida que nossos instrumentos e métodos foram aprimorados, percebemos que a Via Láctea em si era apenas um dos bilhões de galáxias que compõem o Universo.
Graças à descoberta da Relatividade e à velocidade da luz, também chegamos a entender que, quando olhamos através do espaço, também estamos olhando para trás no tempo. Ao ver um objeto a 1 bilhão de anos-luz de distância, também estamos vendo como esse objeto era a 1 bilhão de anos atrás. Esse efeito de "máquina do tempo" permitiu que os astrônomos estudassem como as galáxias surgiram (isto é, evolução galáctica).
O processo no qual as galáxias se formam e evoluem é caracterizado por um crescimento constante ao longo do tempo, iniciado logo após o Big Bang. Esse processo, e o destino final das galáxias, continua sendo objeto de intenso fascínio e ainda está repleto de sua parcela de mistérios.
Formação da galáxia:
O consenso científico atual é que toda a matéria do Universo foi criada há cerca de 13,8 bilhões de anos, durante um evento conhecido como Big Bang. Nesse momento, toda a matéria era compactada em uma bola muito pequena, com densidade infinita e calor intenso, chamada Singularidade. De repente, a Singularidade começou a se expandir, e o Universo como o conhecemos começou.
Após rápida expansão e resfriamento, toda a matéria era quase uniforme na distribuição. Ao longo dos vários bilhões de anos que se seguiram, as regiões um pouco mais densas do Universo começaram a se tornar gravitacionalmente atraídas uma pela outra. Eles, portanto, ficaram ainda mais densos, formando nuvens de gás e grandes aglomerados de matéria.
Esses aglomerados se tornaram galáxias primordiais, à medida que as nuvens de gás hidrogênio nas proto-galáxias sofreram colapso gravitacional para se tornarem as primeiras estrelas. Alguns desses objetos antigos eram pequenos e se tornaram pequenas galáxias anãs, enquanto outros eram muito maiores e se tornaram as formas espirais familiares, como a nossa Via Láctea.
Fusões galácticas:
Uma vez formadas, essas galáxias evoluíram juntas em estruturas galácticas maiores chamadas grupos, aglomerados e superaglomerados. Com o tempo, as galáxias foram atraídas uma pela outra pela força de sua gravidade e colidiram em uma série de fusões. O resultado dessas fusões depende da massa das galáxias na colisão.
Galáxias pequenas são separadas por galáxias maiores e adicionadas à massa de galáxias maiores. Nossa Via Láctea devorou recentemente algumas galáxias anãs, transformando-as em correntes de estrelas que orbitam o núcleo galáctico. Mas quando grandes galáxias de tamanho semelhante se juntam, elas se tornam galáxias elípticas gigantes.
Quando isso acontece, a delicada estrutura espiral é perdida e as galáxias mescladas se tornam grandes e elípticas. Galáxias elípticas são algumas das maiores galáxias já observadas. Outra conseqüência dessas fusões é que os buracos negros supermassivos (SMBH) em seus centros se tornam ainda maiores.
Nem todas as fusões resultarão em galáxias elípticas, lembre-se. Mas todas as fusões resultam em uma mudança na estrutura das galáxias mescladas. Por exemplo, acredita-se que a Via Láctea está passando por um pequeno evento de fusão com as nuvens de Magalhães próximas; e nos últimos anos, foi determinado que a galáxia anã Canis Major se fundiu com a nossa.
Embora as fusões sejam vistas como eventos violentos, não se espera que colisões reais entre sistemas estelares, dadas as vastas distâncias entre as estrelas. No entanto, as fusões podem resultar em ondas de choque gravitacionais, capazes de desencadear a formação de novas estrelas. É o que está previsto que aconteça quando nossa própria galáxia Via Láctea se funde com a galáxia de Andrômeda em cerca de 4 bilhões de anos.
Morte galáctica:
Por fim, as galáxias deixam de formar estrelas uma vez que esgotam seu suprimento de gás e poeira frios. À medida que o suprimento acaba, a formação de estrelas diminui ao longo de bilhões de anos até que cesse completamente. No entanto, as fusões em andamento garantirão que estrelas novas, gás e poeira sejam depositados em galáxias mais antigas, prolongando assim suas vidas.
Atualmente, acredita-se que nossa galáxia tenha usado a maior parte de seu hidrogênio, e a formação de estrelas diminuirá até que o suprimento se esgote. Estrelas como o nosso Sol podem durar apenas 10 bilhões de anos; mas as menores e mais legais anãs vermelhas podem durar alguns trilhões de anos. No entanto, graças à presença de galáxias anãs e à nossa fusão iminente com Andrômeda, nossa galáxia poderia existir ainda mais.
No entanto, todas as galáxias nesta vizinhança do Universo acabarão se vinculando gravitacionalmente e se fundindo em uma galáxia elíptica gigante. Os astrônomos já viram exemplos desse tipo de “galáxias fósseis”, uma das quais é Messier 49 - uma galáxia elíptica supermassiva.
Essas galáxias gastaram todas as suas reservas de gás formador de estrelas, e tudo o que resta são as estrelas de maior duração. Eventualmente, por vastas extensões de tempo, essas estrelas irão piscar uma após a outra, até que tudo esteja na temperatura de fundo do Universo.
Depois que nossa galáxia se fundir com Andrômeda e se fundir com todas as outras galáxias próximas do grupo local, podemos esperar que ela também sofra um destino semelhante. E assim, a evolução da galáxia vem ocorrendo há bilhões de anos e continuará ocorrendo no futuro próximo.
Escrevemos muitos artigos sobre galáxias para a Space Magazine. Aqui está o que é a Via Láctea ?, Como a Via Láctea se formou ?, O que acontece quando as galáxias colidem ?, O que acontece quando as galáxias morrem?
Se você quiser obter mais informações sobre galáxias, consulte os Comunicados de imprensa sobre galáxias do Hubblesite e aqui está a Página de ciências sobre galáxias da NASA.
Também gravamos um episódio do Astronomy Cast sobre galáxias - Episódio 97: Galáxias.
Fontes:
- Departamento de Astronomia da Universidade de Cornell - Formação e Evolução
- Wikipedia - Formação e evolução de galáxias
- SKA - Como as galáxias evoluem?
