Como fogueiras ardentes em noites frias de inverno, as galáxias são cercadas por uma nuvem de gás e poeira que se espalha nas sombras. Esse véu tênue de material é conhecido como meio circumgaláctico, um halo tão vasto que contém cerca de 70% da massa visível da galáxia.
Apesar de sua presença dominante no Universo, pouco se sabe sobre a estrutura típica desse meio, dificultando a distinção de onde termina o limite de uma “fogueira cósmica” e começa a próxima.
Uma nova investigação de uma galáxia localizada a cerca de 270 milhões de anos-luz revelou interações entre o meio circumgaláctico (CGM) e o disco radiante da galáxia que ajudam a definir uma fronteira. Isso sugere que a nossa própria galáxia pode se estender mais longe do que imaginávamos.
Se for o caso, isso pode significar que a colisão futura prevista entre a Via Láctea e a Galáxia de Andrômeda já pode ter começado – pelo menos em termos dos meios circumgalácticos das duas galáxias começarem a se intersectar.
Astrônomos da Austrália e dos EUA usaram o sensível Keck Cosmic Web Imager para capturar imagens de uma pequena galáxia espiral, IRAS 08339+6517 (IRAS08).
A maioria dos estudos anteriores sobre o CGM utilizou a iluminação fornecida por buracos negros em galáxias de fundo mais distantes. Embora a luz brilhante revele muitos detalhes, o feixe estreito limita as descobertas a uma pequena porção do halo.
Ao capturar uma área muito mais ampla, a equipe pôde analisar mudanças na composição do meio circumgaláctico a cerca de 90.000 anos-luz além das bordas do disco luminoso da galáxia.
Algumas imagens mostraram um fio de gás hidrogênio neutro conectando IRAS08 a um vizinho menor, através da teia cósmica. Não foi surpresa que a equipe mediu bastante hidrogênio vagando no vácuo.
O inesperado foi encontrar hidrogênio sem seus elétrons muito além dos fios cósmicos de gás, misturado com outro elemento mais pesado – o oxigênio.
“Nós encontramos isso em todos os lugares que olhamos, o que foi realmente empolgante e meio surpreendente”, diz a autora principal Nikole Nielsen, astrofísica da Universidade de Swinburne, na Austrália.
Flutuando no vazio intergaláctico, os átomos só têm duas fontes de aquecimento. Uma é a luz estelar pálida de galáxias distantes. A outra é o encontro ocasional com outro átomo. Ambas podem ser calculadas para estimar um padrão de ionização esperado de uma mistura de hidrogênio e oxigênio.
Usando os dados espectrais, os pesquisadores mapearam mudanças na densidade de ionização em uma escala de alguns milhares de anos-luz, identificando uma zona de influência suavemente enfraquecida pela luz estelar da IRAS08.
“No CGM, o gás está sendo aquecido por algo além das condições típicas dentro das galáxias, o que provavelmente inclui aquecimento pelas emissões difusas das galáxias do Universo e possivelmente contribuições de choques”, diz Nielsen.
“Essa mudança interessante é importante e fornece algumas respostas à questão de onde uma galáxia termina.”
A descoberta não só define melhor o que é uma galáxia, mas também como a expansão do gás ao redor das galáxias evolui ao longo dos eons.
Sentados no coração da Via Láctea, é difícil medir até onde se estendem os limites da nossa galáxia. Generalizando as descobertas, podemos imaginar que a extensão de gás ao redor das nossas estrelas já esteja se misturando com o halo da nossa vizinha mais próxima.
“É muito provável que os CGMs da Via Láctea e de Andrômeda já estejam se sobrepondo e interagindo”, diz Nielsen.
Esta pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.
