Galáxias (versão completa)

Galáxias

As galáxias são grandes sistemas (compostos por estrelas, gases, poeira, planetas, satélites...) mantidos unidos pela gravidade onde todos os corpos presentes nestas orbitam o centro de massa (caso haja). Nossa galáxia, chamada de Via-Láctea (por conta da mancha característica de poeira lembrar uma faixa leitosa) possui um raio de 52.850,0417 anos-luz (não se confunda, ano-luz é uma unidade referente a distância percorrida pela luz em um ano), o que quer dizer que a luz, partícula com a maior velocidade permitida no universo, demora aproximadamente 105.700,0834 anos para percorrer nossa galáxia de ponta a ponta.

Galáxias são classificadas quanto à forma, de modo geral, em quatro tipos: espiral, elíptica, irregular e lenticular. As espirais são chamadas assim por conta da evidente estrutura plana em espiral em torno de seu núcleo e possuem nuvens de matéria espalhadas pelos seus braços. As galáxias elípticas, em contrapartida, possuem uma forma aproximadamente elipsoidal; suas estrelas possuem órbitas aleatórias (contrastando o caso das espirais) e a grande maioria destas galáxias têm pouco gás e poeira. As lenticulares têm forma plana, não possuem braços espirais e têm a maior parte da poeira contida no disco que envolve os limites da galáxia. As galáxias irregulares, como o próprio nome supõem, não têm forma definida.

A Via-Láctea é uma galáxia espiral de quatro braços principais considerada grande. Suas vizinhas mais próximas são duas galáxias anãs irregulares, a uma distância de 600 mil anos-luz da nossa galáxia. A galáxia maior e mais próxima da nossa é a galáxia de Andrômeda, a qual está inclusive em rota de colisão com a Via-Láctea, o que fornecerá um espetáculo no céu daqui quatro bilhões de anos (aproximadamente).

Na vizinhança da Via-Láctea encontramos mais de 50 outras galáxias (a maioria sendo anãs), as quais constituem um aglomerado galáctico conhecido como grupo local. O centro gravitacional deste aglomerado fica entre as duas maiores galáxias, a Via-Láctea e a Andromeda. Aglomerados ocupam um espaço com cerca de 10 milhões de anos luz de diâmetro.

Um dos fatores que define a evolução das galáxias é a colisão e interação entre galáxias já formadas-evento extremamente comum no universo. Um produto fascinante da interação é a formação de aglomerados estelares, sistemas com milhares, ou, até mesmo, milhões de estrelas. A colisão de galáxias molda o formato do produto da fusão; o telescópio espacial Hubble mostrou que a maioria das galáxias começam como irregulares e, conforme crescem e colidem, ganham formas mais definidas (como espirais).

Encontramos diversos fatos interessantes nos centros de certas galáxias; em tais regiões há uma intensa atividade de formação estelar, devido à concentração de poeira (contendo hidrogênio), a qual possibilita o colapso da matéria e, assim, a formação de estrelas. Radiotelescópios detectaram no centro da Via-Láctea uma fonte de rádio compacta, denominada Sagittarius A (subdividida em três partes). Estudos de algumas estrelas no nosso centro galáctico confirmaram a existência de um corpo invisível de 4.1 milhões de vezes a massa solar, o qual ocupa uma região consideravelmente pequena; tal objeto só pode ser um buraco negro supermassivo, (Saggitarius A*, uma das subdivisões de região Saggitarius A). Pesquisadores acreditam que a emissão de ondas de rádio desta região deve-se a um curso de gás que vai para dentro do buraco negro. Mais tarde, foram observados em outros centros galácticos a presença de buracos negros supermassivos. Em alguns casos, encontram-se fontes de rádio com um espectros de luz visível que, sozinhos, podem superar o brilho de galáxias inteiras, tais objetos são chamados de quasares (fontes de rádio quase-estelares) e são, de modo geral, buracos negros presentes em centros galácticos os quais induzem a alta emissão de radiação pelo disco de acreção extremamente quente em torno do buraco negro enquanto jatos de partículas que escapam por cima e por baixo do disco criam os lóbulos de rádio.

Como mencionado, galáxias são compostas de estrelas, poeira, gás, planetas, asteroides, satélites e assim por diante, porém, a massa representada por toda a matéria ordinária que conhecemos apresenta uma porcentagem mínima (menos de 5%) da composição total do Universo. Em outras palavras, as galáxias não possuem matéria o suficiente para se manterem em um equilíbrio gravitacional por si. Então de onde vem o restante da massa? Elas vêm de uma forma indetectável de matéria conhecida como matéria escura, a qual compõe aproximadamente 24% de toda a composição do Universo (o restante vem da energia escura). A matéria escura não interage com outras partículas e, por isso, é indetectável. É difícil comprovar sua existência rigorosamente, já que não conseguimos observá-la de forma direta, mas sua realidade é a solução para a insuficiência de matéria no cosmos.

Nada no Universo está parado: estamos na Terra, a qual gira sobre seu próprio eixo a uma velocidade de 460 m/s, e realiza o movimento de translação em torno do Sol em um período de um ano. O sistema solar orbita o centro da Via-Láctea, a qual por sua vez move-se pelo espaço com uma certa velocidade, assim como todas as outras galáxias. O Universo não é estático, está em expansão. O astrônomo Edwin Hubble, na década de 1920, fundamentou a teoria do Big Bang ao examinar o espectro das galáxias (percebendo um desvio para o vermelho), demonstrando, assim, que praticamente todas as galáxias estão se afastando de nós, a uma velocidade V que é proporcional a sua distância R da Terra, de modo que V=R×H onde H é a chamada constante de Hubble e determina a taxa de expansão. Uma analogia interessante para fazermos ao considerarmos a expansão do Universo é imaginar o espaço como um balão inflável: conforme o balão se estica, os pontos (no caso, as galáxias) distanciam-se uns dos outros.

É de relevância destacar-se a radiação cósmica de fundo de micro-ondas, a que pode ser descrita como “fóssil da luz”, resultante do Big Bang. A radiação, como o nome indica, encontra-se na faixa de micro-ondas no espectro eletromagnético e permeia todo o Universo.

Ainda não há uma conclusão definitiva de como as galáxias se formaram, mas, em suma, é aceita a visão de que no Universo primordial, há mais de 13 bilhões de anos (lembrando que o Universo tem aproximadamente 13.8 bilhões de anos) as galáxias tiveram origem a partir do colapso do hidrogênio e do hélio (onde as concentrações/densidade destes eram maiores), os quais formaram os primeiros aglomerados estelares.

Vivemos em um planeta que orbita uma estrela, principal componente de um certo sistema planetário chamado de sistema solar, presente na Via-Láctea, a qual, por sua vez, possui uma média de 250 bilhões de estrelas, sendo uma em meio a aproximadamente 100 bilhões de galáxias compondo assim o Universo observável. A vida é um fenômeno extremamente raro, como mostrado pela equação de Drake, mas, com tal perspectiva cósmica em mente, a pergunta torna-se imprescindível: Estamos sozinhos?

As galáxias mostradas nas imagens são, respectivamente: Espiral, elíptica, lenticular e irregular.

Material de referência: 50 ideias de astronomia que você precisa conhecer (Giles Sparrow)/ O universo numa casca de noz (Stephen Hawking)/ O universo em suas mãos (Christophe Galfard)/ Astrofísica para apressados (Neil deGrasse Tyson)