Galáxia elíptica gigante (Crédito: ESO)

Uma equipa internacional¹, que inclui o investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA²) Ciro Pappalardo, descobriu que muitas galáxias massivas, que deixaram de formar estrelas há milhares de milhões de anos, escondem quantidades muito diferentes de poeira e gás molecular frio. O estudo, publicado recentemente na revista Astrophysical Journal Letters³, usou novas observações realizadas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), para revelar que não existe um caminho único para as galáxias se tornarem “quiescentes⁴”, revelando uma complexidade até agora desconhecida.

As novas medições revelam que a evolução da poeira e do gás molecular não decorre a par e passo: os dois componentes podem persistir, ser destruídos ou ser removidos com ritmos diferentes: Há galáxias cuja poeira desaparece em apenas algumas centenas de milhões de anos, enquanto outras preservam quantidades significativas por mais de dois mil milhões de anos, mesmo com níveis reduzidos de gás molecular.

Ciro Pappalardo (IA & Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa), coautor deste estudo, explica que estas conclusões obrigam a repensar o modo como se estuda o fim da vida das galáxias: “Este estudo apresenta observações que desafiam a nossa compreensão sobre o “fim da vida” das galáxias. Ao analisar uma amostra de galáxias massivas que já cessaram a formação de estrelas,  descobrimos que estas galáxias não são os vazios desprovidos de gás que se supunha anteriormente: contêm uma variedade impressionante de material interestelar frio”.

Pappalardo acrescenta: “Pela primeira vez, demonstramos que a poeira e o gás molecular evoluem de forma independente após uma galáxia deixar de formar estrelas. Enquanto algumas galáxias perdem a sua poeira rapidamente (em cerca de 700 milhões de anos), outras mantêm reservas significativas por mais de 2 mil milhões de anos, mesmo quando os seus níveis de gás permanecem baixos”. Esta descoberta obriga os astrónomos a repensar a forma como utilizam a poeira para calcular o combustível que resta nestas galáxias antigas.

As conclusões agora publicadas estão alinhadas com o cenário emergente de que as galáxias quiescentes não são sistemas estagnados, mas objetos que continuam a evoluir de forma subtil ao longo de milhares de milhões de anos. Observações recentes, incluindo algumas obtidas com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), reforçam esta visão, mostrando que mesmo galáxias antigas podem reter ou renovar parte do seu material interestelar.

Os autores deste estudo defendem ainda que confiar exclusivamente na emissão de poeiras para estimar a quantidade de gás — prática comum em estudos de galáxias distantes — pode ser enganador nestas fases mais tardias da evolução galáctica. Em muitas das galáxias analisadas a poeira permanece ativa como fonte de emissão na banda do milimétrico, mesmo quando a quantidade de gás molecular já está significativamente reduzida.

Ao triplicar o número de galáxias quiescentes com medições diretas da razão poeira/gás, esta investigação abre novas perspetivas para compreender como as galáxias envelhecem e como interagem com o ambiente que as rodeia. Observações futuras que combinem o poder do ALMA com o JWST prometem desvendar ainda mais sobre a evolução silenciosa, mas profunda, destas enormes estruturas cósmicas.

Notas

1. O artigo tem como autores G. Lorenzon, D. Donevski, A. W. S. Man, M. Romano, K. E. Whitaker, S. Belli, D. Liu, M. M. Lee, D. Narayanan, A. Long, I. Shivaei, A. Nanni, K. Lisiecki, P. Sawant, G. Rodighiero, I. Damjanov, Junais, R. Davé, C. Pappalardo, C. Lovell & M. Hamed.
2. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a instituição de referência na área em Portugal, integrando investigadores da Universidade de Lisboa, Universidade de Coimbra e Universidade do Porto, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação de unidades de investigação e desenvolvimento organizada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UID/04434/2025
3. O  artigo “ALMA Reveals Diverse Dust-to-gas Mass Ratios and Quenching Modes in Old Quiescent Galaxies” foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics (DOI: 10.3847/2041-8213/ae226c).
4. As Galáxias Quiescentes são galáxias que pararam de formar novas estrelas e vivem numa espécie de “modo inativo”. Estas galáxias são mais uniformes e avermelhadas,e até agora julgava-se que tinham pouca poeira e não tinham regiões de formação estelar.

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