A maioria das galáxias espirais é caracterizada por um disco, onde estrelas, gás e poeira se distribuem num padrão característico de braços espirais torcidos, e uma zona central brilhante, chamada bojo. Ao estudar como as galáxias se formam e evoluem, é essencial distinguir entre estes dois componentes. Foi a partir daqui que investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), questionando as décadas de investigação, descobriram novas informações sobre a evolução das galáxias espirais.

Tradicionalmente, a investigação até à data assumia que o brilho do disco aumenta exponencialmente até ao centro galáctico. Esta suposição comum foi ultrapassada num estudo, publicado na revista Astronomy & Astrophysics. Os investigadores Iris Breda, Polychronis Papaderos e Jean Michel Gomes, do IA, utilizaram uma nova técnica para separar o bojo do disco aplicada a 135 galáxias espirais do catálogo CALIFA. Com isto, descobriram uma menor contribuição de estrelas do disco para o brilho total do centro da galáxia. De acordo com os autores, esta descoberta tem vastas implicações para os estudos da formação e evolução de galáxias.

“Desenvolvemos uma nova técnica espectrofotométrica de decomposição bojo-disco que, pela primeira vez, combina síntese espectral avançada com ferramentas de fotometria de superfície, incluindo duas desenvolvidas no IA: FADO e iFIT”, diz Iris Breda. “Utilizámo-la para determinar a contribuição máxima do disco dentro do raio do bojo. Esta técnica, que aplicámos a uma amostra representativa de galáxias espirais, revelou que, em aproximadamente um terço, o disco sob o bojo não preserva o seu perfil exponencial, mostrando em vez disso um nivelamento ou mesmo uma forte diminuição”.

Nova técnica levou a novas descobertas sobre a evolução das galáxias

Se confirmada, esta descoberta sugere que a contribuição relativa de estrelas do disco e do bojo para o centro da galáxia é diferente da apresentada num número substancial de estudos que assumiram um aumento exponencial até ao centro do disco. “Assim, isto pode ter vastas implicações na nossa compreensão da evolução estrutural e dinâmica de galáxias espirais”, acrescenta Breda.

Estudos anteriores sobre a evolução de galáxias espirais podem conter falhas ao assumirem que a contribuição das estrelas intrínsecas ao bojo é menor do que na realidade é. Por exemplo, em galáxias espirais nas quais o disco representa 80 por cento da luminosidade da região central, a sua sobrestimação pode levar a uma classificação errónea do tipo de bojo.

Vista “de cima” da galáxia espiral Messier 61 (M61). Esta orientação permite observar a sua estrutura em espiral, com um massivo aglomerado de estrelas e um buraco negro supermassivo no seu centro. (Crédito: ESO)

Isto tem implicações adicionais para galáxias com atividade intensa nos seus núcleos associada à presença de buracos negros supermassivos, os chamados Núcleos Galácticos Ativos ou AGN, na sigla inglesa.

Polychronis Papaderos especialista do IA adianta “a confirmação de um nivelamento ou mesmo diminuição da densidade da população estelar do disco dentro do raio do bojo galáctico implicará uma revisão retroativa das determinações da massa de bojos galácticos. Por sua vez, isto levará provavelmente a uma alteração na correlação entre a massa do bojo e do buraco negro supermassivo, e irá impor novos importantes limites nos modelos de formação de galáxias”.