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Iris Breda, estudante de doutoramento em Astronomia na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e Polychronis Papaderos, docente convidado na FCUP, ambos investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), descobriram fortes indícios de que dois tipos diferentes de núcleos de galáxias espirais não resultam de processos distintos, mas são extremidades diferentes de uma sequência de formação contínua, que depende da massa total da galáxia.

Recorrendo a Unidades de Campo Integral para Espectroscopia 3D (IFS) e avançadas ferramentas computacionais, alcançaram assim um marco importante para a resolução de um enigma de longa data na astronomia extragaláctica  – a natureza e formação do núcleo das galáxias espirais, como a Via Láctea.

Até aqui pensava-se que a formação do bojo central se dava ao longo de duas vias distintas: Os bojos clássicos, formados por estrelas antigas, mais velhas que as do disco, porque se formaram rapidamente antes deste, há cerca de 10 mil milhões de anos. Já os pseudo-bojos são formados por estrelas de idade semelhantes às do disco, pois a formação estelar foi lenta, continuamente alimentada por um fluxo de gás proveniente do disco.

Estes dois cenários implicam que bojos clássicos e pseudo-bojos têm propriedades radicalmente diferentes, mas apesar de inúmeros estudos realizados nos últimos anos, este contraste acentuado nunca foi observado.

Para resolver este estudo, a equipa levou a cabo uma análise espectral sem precedentes a mais de meio milhão de espectros individuais, de 135 galáxias no rastreio IFS CALIFA, de modo a ter resolução suficiente para inferir a história de formação estelar do disco e do núcleo.

O que a estudante Iris Breda e o docente Polychronis Papaderos encontraram implica um tempo de formação de bojos inversamente proporcional à massa total da galáxia. Nas galáxias massivas a formação do núcleo acontece nos primeiros 4 mil milhões de anos, enquanto nas de menor massa a formação ainda está a decorrer, a um ritmo lento.

Este estudo, publicado na revista Astronomy & Astrophysics, revela um cenário comum para a formação do núcleo das galáxias. De acordo com um comunicado do IA, "o estudo revela uma clara continuidade nas propriedades dos bojos, que contradiz fortemente o modelo dos dois cenários distintos de formação. Em vez disso, a evolução do bojo é influenciada por uma mistura de processos rápidos e lentos, cuja importância é governada pela massa e densidade de cada galáxia.”

Este projeto extremamente exigente a nível computacional foi para além de anteriores, não só na quantidade de dados analisados, por ter conseguido separar com precisão o bojo do disco, mas também porque, pela primeira vez, foi feito um pós-processamento das histórias de formação estelar com o código RemoveYoung (nova ferramenta programada para suprimir a contribuição da luminosidade das estrelas jovens do brilho das galáxias). Desta forma foi possível explorar como é que disco e bojo se formaram.

A investigação revelou que a contribuição da luminosidade de estrelas com menos de 9 mil milhões de anos está fortemente relacionada com a massa estelar, densidade de estrelas, idade e enriquecimento químico do bojo. Este novo parâmetro é por isso uma poderosa ferramenta de diagnóstico das propriedades físicas e evolucionárias dos bojos galácticos.



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