Quando estava escrevendo sua tese de doutorado em 1917, o astrônomo norte-americano Edwin Hubble notou que os catálogos já incluiam cerca de 17000 objetos nebulosos, fracos e pequenos, que poderiam, no fim das contas, serem resolvidos em agrupamentos de estrelas. Talvez 150000 destes objetos estivessem dentro do alcance dos telescópios então existentes.
Hubble escreveu:
Pouquíssimo é conhecido sobre a natureza das nebulosas e nenhuma classificação importante foi sugerida até agora; nem mesmo uma definição precisa foi formulada."
A classificação de Hubble
Os trabalhos desenvolvidos por Edwin Hubble foram muito significativos. Prosseguindo no seu estudo das galáxias, Hubble desenvolveu um esquema de classificação para elas o qual, com pequenas revisões, permanece em uso hoje.
Hubble dividiu as galáxias em duas categorias principais, galáxias elípticas e galáxias espirais com uma terceira categoria, as galáxias irregulares, utilizada para agrupar todas aquelas galáxias que, de algum modo, desafiavam a classificação regular, não mostrando as características morfológicas marcantes das galáxias elípticas ou espirais.
Galáxias Elípticas
As galáxias elípticas, como o próprio nome indica, são galáxias que possuem a forma de um elipsoide de revolução, uma figura que se obtém fazendo uma elipse girar em torno do seu eixo maior.
As galáxias elípticas não possuem características externas marcantes sendo, essencialmente, formadas por uma região central onde há uma enorme densidade de estrelas. A esta região damos o nome de bojo nuclear.
Para melhor estudar as galáxias elípticas, os astrônomos as subdividiram em sete classes de elipticidade. Estas classes variam de E0 (circular) a E7 (forma de um charuto).
Numericamente calculamos a elipticidade de uma galáxia deste tipo usando uma equação bastante simples:
elipticidade = 10(a-b)/a
onde a é o comprimento do eixo maior e b é o comprimento do eixo menor.
Precisamos ter um pouco de cuidado com este tipo de classificação. Vemos claramente que a classificação proposta por Hubble não nos diz a forma verdadeira da galáxia elíptica. Por exemplo, uma galáxia elíptica classificada como E0 poderia ser uma galáxia elíptica do tipo E7 ( um "charuto") vista ao longo do seu comprimento.
Estudos estatísticos têm mostrado que a distribuição das galáxias entre as diversas elipticidades é aproximadamente uniforme. Isto quer dizer que, praticamente, vemos o mesmo número de galáxias de todos os tipos entre E0 e E7.
A imagem abaixo, obtida por David Malin do Anglo-Australian Observatory, nos mostra a galáxia M87 classificada como E0.
Um exemplo de uma galáxia elíptica do tipo E5 é a galáxia M 110 mostrada abaixo.
As galáxias elípticas possuem as seguintes características físicas:
estrutura central: as galáxias elípticas são formadas apenas por bojo. Elas não possuem qualquer forma de disco.
braços espirais: não possuem qualquer vestigio de braço espiral
presença de gás: quase nenhum gás é observado nas galáxias elípticas
presença de estrelas jovens e regiões HII (regiões onde o hidrogênio está ionizado): praticamente não possuem
estrelas: as galáxias elípticas são formadas por estrelas quase todas velhas, com idade aproximada de 1010 anos. Estas estrelas são do tipo espectral G-K e muito vermelhas.
massa: as galáxias elípticas se distribuem em um intervalo de massa que vai de 108 a 1013 massas solares
luminosidade: a luminosidade das galáxias elípticas varia entre 106 a 1011 luminosidades solares.
Galáxias Espirais
As galáxias espirais, como o próprio nome diz, são galáxias que apresentam uma estrutura externa espiral. Estas galáxias mostram braços espirais que se enrolam em torno de uma região central que é o seu núcleo. Em torno desta grande estrutura de braços e núcleo temos toda uma região aproximadamente esférica, que envolve totalmente a galáxia, e que chamamos de halo.
No entanto, as galáxias espirais não são todas iguais. Algumas apresentam braços espirais muito abertos enquanto que em outras os braços são muito apertados em torno do núcleo. Algumas delas têm núcleos muito grandes enquanto que em outras a região central é bastante pequena.
Para ajudar no estudo das propriedades físicas das galáxias espirais, Hubble as dividiu em três classes com a seguinte denominação:
Sa
Sb
Sc
Exemplos de galáxias espirais:
A galáxia M 94 é uma galáxia espiral classificada como sendo do tipo Sa.
A galáxia M 81 é uma galáxia espiral classificada como sendo do tipo Sb.
A galáxia M 101 é uma galáxia espiral classificada como sendo do tipo Sc.
Algumas galáxias espirais mostram, além das estruturas citadas acima, uma "barra" que parece cruzar sua região central. Estas galáxias formam uma seqüência paralela às galáxias espirais e, devido à presença desta "barra" são chamadas de galáxias espirais barradas. As galáxias espirais barradas são classificadas como:
SBa
SBb
SBc
Exemplos de galáxias espirais barradas:
A galáxia M 95 é classificada como uma galáxia espiral barrada do tipo SBa.
A galáxia M 91 é classificada como uma galáxia espiral barrada do tipo SBb.
A galáxia M 61 é classificada como uma galáxia espiral barrada tipo SBc.
Muitas vezes é difícil perceber a presença da barra em uma galáxia espiral, só conseguindo detectá-la após um estudo detalhado. Abaixo mostramos a galáxia NGC 6782 que é uma espiral barrada embora isso não seja tão claro no exame da imagem. No entanto podemos ver com clareza a espetacular e complexa estrutura de um anel que esta galáxia possui em torno da sua barra e, obviamente, do seu núcleo. A presença deste anel é bastante marcante em algumas galáxias barradas embora não seja exclusividade delas. A galáxia NGC 6782, com 80000 anos-luz de diâmetro, está localizada na constelação Pavo, a 180 milhões de anos-luz de distância.
Copyright: Rogier Windhorst (ASU) e colaboradores, Hubble Heritage Team, NASA
Para classificar as galáxias espirais, barradas ou não, em cada uma destas classes, Sa, Sb, Sc, SBa, SBb, SBc, usamos vários critérios. Aqui estão alguns deles:
tamanho do bojo nuclear: as galáxias Sa ou SBa possuem um bojo grande. O tamanho do bojo vai diminuindo ao longo da classificação até as galáxias Sc ou SBc que têm o bojo muito pequeno.
abertura dos braços espirais: as galáxias Sa ou SBa apresentam braços espirais fortemente enrolados. Os braços vão se tornando cada vez mais abertos até que nas galáxias Sc ou SBc eles são muito abertos.
presença de gás: as galáxias Sa ou SBa têm pouca quantidade de gás, aproximadamente 1%. Esta quantidade de gás é de cerca de 2 a 5% nas galáxias Sb ou SBb e fica entre 5 e 10% nas galáxias Sc ou SBc.
resolução dos braços em estrelas jovens e regiões HII: as galáxias Sa ou SBa possuem uma estrutura suave, apresentando apenas vestígios de regiões H II e estrelas jovens. As regiões H II são pequenas e em pouca quantidade. Estas quantidades vão aumentando ao longo da classificação até as galáxias Sc ou SBc cujos braços apresentam uma estrutura não suave, mostrado regiões onde a matéria se amontoa, muitas regiões HII e estrelas jovens brilhantes.
estrelas: As galáxias Sa e SBa mostram algumas estrelas jovens, de classe espectral G (amarela) e K (laranja-vermelha). O número de estrelas jovens cresce continuamente ao longo da classificação. As galáxias Sb e SBb mostram uma quantidade maior de estrelas jovens, de classe espectral entre F e K e com cor tendendo a ser menos avermelhada. As galáxias Sc e SBc apresentam muitas estrelas jovens, de classe espectral A (branca) e F (amarelo-branca) sendo, portanto, bem menos vermelhas do que as da classe Sb ou SBb.
massa: as galáxias espirais se distribuem no intervalo de massa que vai de 1012 a 109 no sentido das Sa/SBa para as Sc/SBc
luminosidade: as galáxias espirais se distribuem no intervalo de luminosidade que vai de 1011 a 108 no sentido das Sa/SBa para as Sc/SBc
Galáxias Lenticulares
Após ter completado seu esquema de classificação, Hubble notou que era necessária uma outra classe, intermediária entre as galáxias elípticas e as galáxias espirais, barradas ou não.
Estas novas galáxias são classificadas como galáxias lenticulares e recebem a sigla S0 e SB0 dependendo de ter (SB0) ou não (SO) uma barra.
Do mesmo modo que as galáxias espirais, as galáxias lenticulares contém um disco mas, como as galáxias elípticas, elas praticamente não têm poeira, gás e braços espirais.
Esta imagem mostra a galáxia M 86, classificada como uma galáxia lenticular tipo SO.
A imagem abaixo mostra a galáxia lenticular barrada NGC 2787. Com cerca de 4500 anos-luz de diâmetro, esta galáxia, de tipo SB0, está situada a 24 milhões de anos-luz de distância, na constelação Ursa Major.
copyright: Marcella Carollo (ETHZ), Hubble Heritage, NASA
As galáxias lenticulares possuem as seguintes características físicas:
estrutura central: as galáxias lenticulares apresentam bojo e disco
braços espirais: não têm qualquer vestígio de braço espiral
presença de gás: elas quase não contém gás
estrelas jovens e regiões H II: as galáxias lenticulares não mostram a presença de estrelas jovens e regiões H II
estrelas: as estrelas das galáxias lenticulares são estrelas velhas de tipo espectral G-K, vermelhas.
Galáxias Irregulares
As observações logo mostraram que várias galáxias não podiam ser classificadas como espirais ou elípticas. Elas não mostravam as principais características destas categorias tais como braços espirais, bojo, etc. Muitas delas não possuiam qualquer forma de simetria que permitisse sua classificação a não ser com a criação de uma nova classe. Estas galáxias são classificadas como galáxias irregulares.
Atualmente consideramos que as galáxias irregulares podem ser agrupadas em duas classes principais:
Irregulares I
Irregulares II
As galáxias irregulares I, também chamadas de Irr I, podem ser consideradas como uma extensão lógica do diagrama de Hubble. Vemos nelas algumas características que parecem situá-las como sendo a continuação das galáxias espirais classificadas como classe Sc. Estas características são um alto conteúdo de gás e a presença dominante de uma população de estrelas jovens.
Algumas galáxias Irregulares I mostram estruturas que se assemelham um pouco a uma "barra" e também podem mostrar uma pequena estrutura espiral. Um exemplo clássico disso é a Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia irregular que apresenta algo parecido com uma "barra" no seu centro. Por este motivo, estas galáxias são, algumas vezes, chamadas de galáxias "Irregulares Magelânicas".
As galáxias irregulares II, ou Irr II, são aquelas cuja estrutura desafia qualquer tentativa de classificação. Elas não possuem qualquer simetria e sua forma alterada mostra que elas passaram por algum tipo de perturbação que as deixou sem qualquer forma regular.
Exemplos de galáxias irregulares:
A galáxia Grande Nuvem de Magalhães, mostrada abaixo, é uma típica galáxia irregular I (Irr I).
A galáxia M 82 é uma galáxia classificada como irregular II (Irr II).
As galáxias irregulares possuem as seguintes características físicas:
estrutura central: as galáxias irregulares não apresentam estrutura central
braços espirais: algumas galáxias irregulares mostram vestígios de braços espirais
gás: as galáxias irregulares apresentam muito gás, entre 10% e 50%
estrelas jovens e regiões HII: é importante a presença de estrelas jovens e regiões H II nas galáxias irregulares. Estas características dominam a sua aparência.
estrelas: as estrelas das galáxias irregulares são na maioria jovens embora também apresentem algumas estrelas muito velhas. Estas estrelas têm os tipos espectrais entre A e F e são bem mais azuis.
massa: as galáxias irregulares apresentam massa no intervalo entre 108 a 1011 massas solares.
luminosidade: as galáxias irregulares apresentam luminosidade no intervalo entre 108 a 1011 massas solares.
A classificação geral de Hubble: o "diagrama diapasão"
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O conteúdo físico de uma galáxia e sua classificação de Hubble
O que forma uma galáxia? Estrelas, gás e poeira interestelares, nebulosas de emissão, nebulosas de reflexão, estes são os componentes básicos de uma galáxia. No entanto, quanto estudamos as galáxias procuramos conhecer não as propriedades de seus elementos individuais mas sim suas propriedades globais.
Um fato interessante é que praticamente todas as características observáveis das galáxias estão diretamente relacionadas com a sua classificação de Hubble.
A classificação de Hubble atual
Com o desenvolvimento das técnicas observacionais verificou-se a necessidade de melhorar a classificação geral de Hubble. Para isso, embora mantendo o tradicional esquema de classificação com a forma de um "diagrama diapasão", algumas modificações foram incluidas.
A classificação de Hubble mais moderna adiciona algumas classes, tais como Sd e SBd além de criar uma sub-classificação entre as classes conhecidas como mostramos abaixo:
Sab: entre as classes Sa e Sb
Sbc: entre as classes Sb e Sc
Scd: entre as classes Sc e Sd
O mesmo tipo de subdivisão ocorre na categoria das galáxias barradas.
Ficamos então com uma nova classificação de Hubble com a seguinte forma:
Sa
Sb
Sc
Sd
Sab
Sbc
Scd
S0
E0
E1
E2
E3
E4
E5
E6
E7
SB0
SBa
SBb
SBc
SBd
SBab
SBbc
SBcd
A nova classificação mantém também as duas classes irregulares ou seja, irregulares I e irregulares II.
Algumas galáxia interessantes
NGC 4013
copyright: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
O Hubble Space Telescope obteve esta imagem da galáxia NGC 4013, um objeto que está perfeitamente de perfil em relação a nós.
A galáxia NGC 4013 é uma galáxia espiral, muito parecida com a nossa Galáxia, que está situada a 55 milhões de anos-luz de nós na constelação Ursa major.
A imagem nos revela que enormes nuvens de gás e poeira se estendem ao longo, e também bem acima, do disco principal da galáxia.
Se esta galáxia fosse vista de frente ela pareceria um catavento circular, com seus braços espirais bem estendidos.
M 51
copyright: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Esta é a galáxia Whirlpool uma galáxia espiral clássica, do tipo Sc, situada a 15 milhões de anos-luz de nós na constelação Canes Venatici. Esta galáxia, também conhecida como M 51 ou NGC 5194, tem 65000 anos-luz de diâmetro. Ela é uma das mais brilhantes galáxias em todo o céu.
A imagem abaixo mostra o campo onde se encontra a galáxia M 51. A galáxia menor que aparece abaixo e a esquerda de M 51 está bem atrás dela. Isto pode ser concluído a partir da observação de que a poeira pertencente ao braço espiral de M 51 está obscurecendo a luz desta pequena galáxia.
Os astrônomos acreditam que a estrutura espiral de M 51 foi produzida pela sua interação gravitacional com esta galáxia menor vista na imagem.
copyright: Todd Boroson (NOAO), AURA, NOAO, NSF
ESO 510-G13
copyright: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Esta é a galáxia ESO 510-G13, fotografada pelo Hubble Space Telescope. Ela está localizada a cerca de 150 milhões de anos-luz de nós, na constelação Hydra do hemisfério sul.
As galáxias espirais normais, tais como a nossa Galáxia, quando são observadas de perfil mostram seus braços espirais e sua poeira com uma forma bem achatada, uma faixa estreita que se distribui ao longo da galáxia. A forma da galáxia ESO 510-G13 é bastante estranha. Ela também está de perfil mas mostra que o seu disco de poeira está retorcido.
Este disco retorcido nos indica que a galáxia ESO 510-G13 colidiu com uma galáxia vizinha no passado. Neste momento ela está "engolindo" a galáxia menor. Daqui a milhões de anos a galáxia ESO 510-G13 estabilizará assumindo a forma de uma galáxia espiral de aparência normal.
Nas regiões mais externas da galáxia ESO 510-G13, especialmente no lado direito da imagem, vemos que o disco retorcido contém não somente poeira escura mas também nuvens brilhantes de estrelas azuis. Isto mostra que estrelas jovens e quentes estão sendo formadas no seu disco.
A galáxia ESO 510-G13 tem esse nome por ter sido observada pela primeira vez pelos telescópios do European Southern Observatory (ESO), um conglomerado de observatórios europeus localizados no Chile.
NGC 4622
copyright: G. Byrd, R. Buta, (Univ.Alabama, Tuscaloosa), T. Freeman (Bevill State College), NASA
A galáxia espiral NGC 4622, mostrada nesta imagem do Hubble Space Telescope, está localizada na constelação Centaurus a cerca de 100 milhões de anos-luz de nós.
Seus braços espirais mais externos mostram aglomerados estelares azulados muito brilhantes e faixas de poeira escura.
Embora inicialmente os astrônomos pensassem que esta galáxia estivesse girando no sentido levógiro (ou seja, no sentido contrário àquele dos ponteiros de um relógio), estudos mais recentes mostram que ela está rodando no sentido dextrógiro (no mesmo sentido que os ponteiros de um relógio). Tudo indica que uma colisão no passado com uma pequena galáxia companheira fez com que ela tivesse este estranho arranjo de braços espirais, único entre as gandes galáxias espirais.
"Objeto de Hoag"
copyright: R. Lucas (STScI/AURA), Hubble Heritage Team, NASA
Quando, em 1950, o astrônomo Art Hoag descobriu este objeto extragaláctico não usual, os astrônomos logo começaram a questionar se isto se tratava de uma ou duas galáxias.
Este objeto, hoje conhecido como "Objeto de Hoag" possui características muito interessantes. No seu lado externo vemos um anel dominado por estrelas azuis brilhantes enquanto que próximo ao seu centro vemos uma bola de estrelas muito vermelhas que, provavelmente, são muito velhas. Entre estas duas regiões há um espaço que parece ser quase completamente escuro.
O "Objeto de Hoag" tem 100000 anos-luz de diâmetro e está situado a 600 milhões de anos-luz de nós na constelação Serpens.
Até hoje os astrônomos nãosabem como o "Objeto de Hoag" se formou. Alguns outros objetos semelhantes a este foram encontrados e são conhecidos como "galáxias com anel". Nesta mesma imagem, obtida pelo Hubble Space Telescope, vemos visível no espaço entre as duas estruturas do "Objeto de Hoag" (na posição que o ponteiro de um relógio apontaria a 1 hora) uma outra "galáxia com anel", muito mais distante do que o "Objeto de Hoag".
NGC 1705
copyright: Hubble Heritage Team (STScI / AURA), M. Tosi et al., ESA, NASA
Esta galáxia irregular anã, NGC 1705, está localizada a 17 milhões de anos-luz da Terra. Ela é classificada como galáxia "anã" por possui um diâmetro pequeno, apenas 2000 anos-luz. Seu aspecto é bastante semelhante àquele apresentado pelas duas galáxias satélites da nossa Galáxia, a Grande Nuvem e a Pequena Nuvem de Magalhães.
Esta imagem, obtida pelo Hubble Space Telescope, mostra que a maioria das estrelas azuis, quentes e jovens desta galáxia estão concentradas em um grande aglomerado central. As estrelas vermelhas, mais frias e mais velhas, estão mais uniformemente distribuidas.
Esta galáxia provavelmente se formou há cerca de 13 bilhões de anos.
NGC 253
Esta imagem foi obtida por David Malim do Anglo-Australian Observatory. Ela nos mostra a galáxia espiral NGC 253, descoberta por Caroline Herschel em 1783. Ela é a galáxia mais brilhante do grupo de galáxias Sculptor e é a galáxia "starburst" mais próxima de nós (o significado do termo "starburst" será discutido mais tarde quando tratarmos das chamadas "galáxias ativas").
O grupo de galáxias Sculptor fica localizado em torno do pólo sul galáctico sendo, por este motivo, conhecido também como "Grupo Polar do Sul". Acredita-se que o grupo de galáxias Sculptor seja o grupo mais próximo do Grupo Local, o aglomerado de galáxias ao qual a nossa galáxia pertence.
A galáxia NGC 253 é também uma das galáxias mais brilhantes situadas fora do Grupo Local de galáxias. Ela está situada a 10 milhões de anos-luz de nós.
A imagem abaixo, obtida pelo Hubble Space Telescope, mostra a região central da galáxia NGC 253. Esta é uma região de intensa, e violenta, formação de estrelas (uma característica das galáxias "starburst").
copyright: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
A imagem detalhada obtida pelo Hubble Space Telescope permite identificar estruturas complexas na região central de NGC 253 como, por exemplo, aglomerados estelares, faixas de poeira, filamentos de gás brilhante e regiões de gás denso. Também foi identificado nesta região um aglomerado estelar super compacto e muito denso.
NGC 4650A
copyright: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Esta é a galáxia NGC 4650A, um objeto estranhamente distorcido que foi observado pelo Hubble Space Telescope. Esta galáxia está localizada a 165 milhões de anos-luz de nós, na constelação Centaurus, no hemisfério sul.
Este sistema complexo parece ser composto por pelo menos duas partes. Existe um disco achatado de estrelas com uma região central brilhante e densa. Existe também um anel, fortemente inclinado, formado por gás, poeira e estrelas distribuidas de modo esparso.
As observações mostram que as estrelas que estão no disco e as estrelas e gás que estão no anel realmente se movem em dois planos diferentes, aproximadamente perpendiculares.
Acredita-se que esta distribuição seja resultante de uma colisão de galáxias ocorrida no passado.
NGC 4414
copyright: W. Freedman (Carnegie Obs.) , L. Frattare (STScI) et al.,
& the Hubble Heritage Team (AURA/ STScI/ NASA)
Localizada em Coma Berenices a 60 milhões de anos-luz, esta é a galáxia espiral NGC 4414.
Esta galáxia mostra vários aspectos clássicos de uma galáxia espiral, incluindo faixas espessas de poeira, uma região central rica em estrelas vermelhas velhas e braços espirais desenrolados brilhando com suas estrelas azuis jovens.
Apesar de possuir muitas estrelas variáveis Cefeidas, os astrônomos ainda têm dúvidas sobre a verdadeira distância em que ela se encontra.
A imagem abaixo mostra com detalhes a região central da galáxia NGC 4414. A estrela brilhante que aparece no lado direito da imagem pertence à nossa Galáxia.
copyright: Olivier Vallejo (Observatoire de Bordeaux), HST, ESA, NASA
Galáxias "starbursts"
Desde meados da década de 1970 os astrônomos sabem que existe um pequeno número de galáxias cujos núcleos contém uma grande quantidade de estrelas do tipo espectral O e B, assim como muito gás ionizado. Estas galáxias mostram que suas regiões centrais estão passando, ou passaram, por intensos processos de formação estelar, que chamamos de "bursts", e que produzem enormes quantidades de estrelas jovens muito luminosas. Consequentemente, estas galáxias também possuem muitas supernovas, tendo em vista o processo de rápida evolução das estrelas de grande massa. Os astrônomos chamam estas galáxias de galáxias starburts e o processo de intensa formação de estrelas que ocorre nestas galáxias recebe o nome de starbursts.
O satélite artificial Infrared Astronomical Satellite (IRAS), um projeto imensamente bem sucedido realizado pelos Estados Unidos, Holanda e Inglaterra e lançado em 1983, mostrou que os "starbursts" podem ser processos comuns que ocorrem naturalmente durante a evolução das galáxias. Além disso, o IRAS mostrou que os "starburts" são processos intensamente luminosos, quase sempre ocorrendo a emissão de uma quantidade de energia semelhante àquela dos quasares, em comprimentos de onda na região espectral do infravermelho.
A imagem mostrada acima é a galáxia "starburst" M 94, uma galáxia espiral situada a cerca de 15 milhões de anos-luz de nós, na constelação Canes Venatici. Note que o centro desta galáxia é muito brilhante. Circundando o seu núcleo vemos destacar-se um anel de estrelas recentemente formadas, as responsáveis pelo forte brilho que tem o seu interior. A galáxia M 94 tem cerca de 30000 anos-luz de diâmetro.
Esta galáxia, NGC 4214, está localizada a cerca de 13 milhões de anos-luz de nós. Esta nossa vizinha está, neste momento, formando aglomerados de novas estrelas a partir do seu gás e poeira interestelares.
Nesta imagem, obtida pelo Hubble Space Telescope, podemos ver as regiões em que as estrelas estão sendo formadas. A imagem é dominada por nuvens de gás brilhante que circunda aglomerados estelares muito luminosos. Os aglomerados mais jovens estão localizados no lado direito, em baixo, da imagem. Eles aparecem como cerca de meia dúzia de amontoados de gás muito brilhante. Estas nuvens gasosas brilham intensamente devido à forte radiação ultravioleta emitida pelas estrelas que recentemente se formaram dentro deles. Estas estrelas jovens, com temperaturas que vão de 10000 a cerca de 50000 Kelvins, aparecem com uma cor entre o esbranquiçado e o azulado.
Vemos também a impressionante região central de NGC 4214, um aglomerado de centenas de estrelas azuis de grande massa, cada uma delas mais de 10000 vezes mais brilhante que o Sol
Esta é a galáxia starburst NGC 3310, localizada a cerca de 50 milhões de anos-luz de nós na constelação Ursa Major. A galáxia NGC 3310 tem cerca de 20000 anos-luz de diâmetro. Nesta galáxia espiral está sendo produzida uma enorme quantidade de estrelas.
As novas estrelas desta galáxia são muito luminosas e tão quentes que fazem a galáxia inteira brilhar não apenas na luz azul mas também na região ultravioleta do espectro eletromagnético, que os nossos olhos não são capazes de detectar.
Esta imagem no ultravioleta foi obtida pelo Hubble Space Telescope. Alguns astrônomos acreditam que a galáxia NGC 3310 colidiu, há cerca de 50 milhões de anos, com uma galáxia anã sua companheira. Como conseqüência desta fusão ondas de densidade varreram o seu disco espiral, fazendo com que várias nuvens moleculares gigantes iniciassem o processo de colapso gravitacional. Estas regiões se transformaram em locais de intensa formação de estrelas.
Galáxias em colisão
Embora o Universo pareça ser muito vazio e as galáxias estejam a distâncias imensas uma das outras, processos de colisão entre galáxias ocorrem tanto nas nossas vizinhanças como em partes bastante distantes do Universo.
As galáxias grandes, tais como a nossa própria galáxia, frequentemente colidem com alguma galáxia vizinha pertencente ao mesmo aglomerado de galáxias. Na maior parte dos casos a colisão se dá entre uma galáxia de grande tamanho e uma galáxia "anã". O resultado disso é que a galáxia grande "engole" a outra, incorporando-a à sua estrutura.
Algumas vezes pode ocorrer a colisão entre duas galáxias grandes. Neste caso elas se fundem e formam uma única galáxia elíptica.
É claro que a colisão entre duas galáxias, grandes ou pequenas, provoca uma intensa formação de estrelas, devido às ondas de densidade que percorrem o sistema durante e após a fusão delas. Apesar de ser uma "colisão", é provável que nenhuma estrela nas duas galáxias colida diretamente. No entanto, o gás, a poeira e seus campos magnéticos interagem bem diretamente.
No entanto, é bom que fique claro que o processo de colisão "frequente" entre duas galáxias é muitíssimo mais lento do que as colisões a que estamos acostumados. Por exemplo, o processo de colisão entre duas galáxias grandes leva cerca de 1 bilhão de anos!
Se o processo é tão lento, como podemos estudar as colisões entre galáxias? Já que não podemos sentar e assistir uma colisão entre galáxias o que temos que fazer é estudar as colisões que estão acontecendo. Os astrofísicos estudam com atenção as regiões onde esta interação parece estar provocando fenômenos que podem ser detectados pelos seus equipamentos, na Terra ou em satélites. Uma grande possibilidade é estudar estas colisões na região espectral do ultravioleta, uma vez que as estrelas que se formam durante a colisão são gigantescas, muito quentes, e emitem muita radiação ultravioleta. Outro processo de estudar a colisão entre galáxias é por meio de simulações destas colisões feitas em computadores.
A imagem acima, obtida pela Wide Field Planetary Camera 2 do Hubble Space Telescope, mostra o processo de colisão entre duas galáxias espirais situadas na constelação Canis Major.
A galáxia maior, com mais massa, mostrada à esquerda desta imagem, é a NGC 2207 e a menor delas, situada à direita da imagem, é IC 2163.
O processo de interação entre elas é tão forte que intensas forças de maré produzidas por NGC 2207 modificaram a forma de IC 2163, produzindo os rastros de estrelas e gás que vemos se espalhando por centenas de milhares de anos-luz na direção da borda direita da imagem.
Os estudos feitos sobre esta colisão mostram que a galáxia IC 2163 está passando atrás da galáxia NGC 2207 movendo-se em uma direção contrária à dos ponteiros do relógio. A maior aproximação entre elas ocorreu há 40 milhões de anos. Entretanto, devido à sua pequena massa, a galáxia IC 2163 não conseguirá escapar do puxão gravitacional exercido pela galáxia NGC 2207. O destino de IC 2163 é, no futuro, ser puxada de volta na direção de NGC 2207 e, de novo, passar por ela em outro processo de colisão. Este processo de interação entre elas, mantendo-as aprisionadas nesta estranha órbita mútua, em que uma gira em torno da outra, resultará na contínua distorção de ambas. Daqui há bilhões de anos elas se fundirão em uma única galáxia com muita massa.
Esta fantástica imagem foi obtida em 20 de janeiro de 1996 por Brad Whitmore, do Space Telescope Science Institute (Estados Unidos), usando a Wide Field Planetary Camera 2 do Hubble Space Telescope, um projeto conjunto NASA/ ESA. Ela nos mostra o processo de colisão que está ocorrendo entre as galáxias Antennae, formalmente conhecidas como NGC 4038 e NGC 4039. Estas galáxias foram chamadas de "antena" por causa das longas caudas de matéria luminosa que as acompanham, parecendo as antenas de um inseto. Estas caudas foram formadas pelas intensas forças gravitacionais que atuam entre as galáxias.
Estas duas galáxias estão localizadas a 63 milhões de anos-luz de nós, na constelação Corvus do hemisfério sul.
No lado esquerdo da imagem vemos as galáxias Antennae fotografadas por um telescópio situado na Terra.
No lado direito está a imagem obtida pelo Hubble Space Telescope. Ela fornece detalhes do brilhante show de "fogos de artifício" que está ocorrendo no centro da colisão destas galáxias. Estes "fogos" revelam a formação de mais de 1000 aglomerados estelares nesta região devido ao processo de colisão.
As regiões centrais destas galáxias são as "bolhas" de cor laranja situadas a direita e a esquerda do centro da imagem. Estas regiões estão riscadas por filamentos de matéria escura. Uma larga banda de poeira, distribuida de maneira caótica, se espalha entre as regiões centrais das duas galáxias. Os braços espirais são marcados pelos brilhantes aglomerados de estrelas azuis que resultam do intenso processo de formação estelar desencadeado por esta colisão.
Este é o estado em que ficou a galáxia espiral NGC 6745 após colidir com outra galáxia durante centenas de milhões de anos. A galáxia NGC 6745 tem 80000 anos-luz de diâmetro e está localizada a cerca de 200 milhões de anós-luz de nós.
A galáxia que causou esta deformação na NGC 6745 quase não aparece na imagem. Ela é uma galáxia pequena, que mostra uma pequena parte no lado direito, em baixo, da imagem e que está se afastando.
A interação gravitacional entre as duas galáxias distorceu suas formas. Na parte de baixo, na direita, vemos uma região gasosa que foi arrancada da galáxia maior e está formando estrelas.
Como localizamos uma galáxia no céu
Existe uma quantidade formidável de estrelas na nossa Galáxia. Para localizá-las no céu precisamos utilizar um sistema de coordenadas. Para as estrelas, usamos o chamado sistema de coordenadas equatorial, mostrado abaixo, que nos fornece a ascensão reta e a declinação da estrela. Isso é suficiente para que qualquer astrônomo, amador ou profissional, possa localizar o objeto a ser observado no céu.
Quando queremos localizar galáxias no universo utilizamos um outro sistema de coordenadas chamado sistema de coordenadas galácticas. Este sistema de coordenadas nos permite ver de que modo os objetos celestes estão distribuidos em relação ao plano da nossa Galáxia.
No sistema de coordenadas galácticas o grande círculo fundamental é o equador galáctico. O equador galáctico é definido como a interseção do plano galáctico com a esfera celeste. Em relação a este equador galáctico podemos definir pólos galácticos, exatamente do mesmo modo como definimos os pólos celestes em relação ao equador celeste.
Definimos o pólo norte galáctico como o pólo que está no mesmo hemisfério que o pólo celeste norte. As posições dos pólos galácticos foram determinadas pela União Astronômica Internacional (IAU) em 1959.
Para definir a posição de um objeto por meio de coordenadas galácticas usamos:
latitude galáctica (b) (as linhas "horizontais" na figura)
longitude galáctica (l) (as linhas "verticais" na figura)
E como estabelecemos as coordenadas galácticas de um objeto celeste? Para isso desenhamos um grande círculo que passa pelos dois pólos galácticos e pelo objeto.
A latitude galáctica deste objeto é a distância angular, medida sobre o grande círculo que passa por ele, que vai do equador galáctico até a posição do objeto. A latitude galáctica varia de -90o no pólo sul galáctico ate +90o no pólo galáctico norte. Isso nos mostra que os objetos que apresentam uma latitude galáctica zero (ou próxima a zero) estão situados no plano formado pelo disco da nossa Galáxia.
A longitude galáctica de um objeto é a distância angular, medida ao longo do equador galáctico, que vai do centro da nossa Galáxia até o grande círculo que passa pelo objeto. Esta medida é feita sempre na direção leste indo de 0o a 360o. A União Astronômica Internacional (IAU) fixou que o ponto zero de longitude galáctica é o centro da nossa Galáxia.
Observações feitas com o satélite artificial Hipparcos permitiram que os pólos galácticos fossem determinados com grande precisão. Suas coordenadas são:
lg = 0,004o ± 0,039o
bg = 89,427o ± 0,035o
O nosso Sol está localizado a cerca de 34,56 ± 0,56 parsecs acima do plano da nossa Galáxia, o que equivale a cerca de 112,7 ± 1,8 anos-luz.
Coordenadas Galácticas
ascensão reta
declinação
observações
pólo norte galáctico
12 h 51 m 26,282 s
27o 07' 42,01"
o pólo norte galáctico está localizado na constelação Coma Berenices, próximo à estrela Arcturus. O pólo sul galáctico está localizado na constelação Sculptor.
ponto de longitude zero (sobre o equador galáctico)
17 h 45 m 37,224 s
-28o 56' 10,23"
o ângulo de posição do ponto de longitude zero, medido a partir do pólo norte galáctico, é de 122,932o
