Resolvendo um debate astrofísico: As galáxias com mais vizinhos são maiores ou mais pequenas?
Recorrendo a grandes conjuntos de dados e a um potente telescópio com câmara, os investigadores resolveram recentemente um debate de longa data sobre se as galáxias que se aglomeram à volta umas das outras são mais pequenas ou maiores. Encontre a resposta aqui!
Há muito que existe um debate entre os astrofísicos sobre o tamanho e o ambiente de uma galáxia. Alguns especularam que as galáxias em aglomerados eram mais pequenas do que as galáxias isoladas, enquanto outros astrónomos chegaram à conclusão oposta. No entanto, a investigação científica sobre a relação entre o tamanho das galáxias e o seu ambiente tem apresentado apenas resultados contraditórios.
Resolver o debate sobre as estrelas
Um estudo recentemente publicado procurou resolver o debate, tendo descoberto que as galáxias com mais vizinhos eram tipicamente maiores em comparação com outras galáxias em ambientes menos densos, mesmo que tivessem uma forma e massa semelhantes.
O estudo foi publicado no The Astrophysical Journal e contou com a contribuição de investigadores da Universidade de Washington, da Universidade de Yale, da Universidade de Waseda e do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, na Alemanha.
O relatório afirma que as galáxias que se encontram em regiões mais densas do universo são até um quarto maiores do que as galáxias isoladas. Para chegar a esta conclusão, os investigadores utilizaram uma ferramenta de aprendizagem automática chamada GaMPEN - (Galaxy Morphology Posterior Estimation Network) para analisar milhões de galáxias, com a ajuda do Telescópio Subaru, no Havai.
Foram selecionadas cerca de 3 milhões de galáxias com os dados de melhor qualidade. O algoritmo de aprendizagem automática deduziu o tamanho de cada uma delas. A equipa pôde então medir as galáxias vizinhas de uma galáxia utilizando um círculo (um pouco como um transecto utilizado para contar a flora em estudos ecológicos).
Verificou-se um padrão claro em que as galáxias com mais vizinhos eram, em média, maiores. Porquê? As galáxias densamente agrupadas podem ser maiores desde o seu início ou fundir-se com vizinhas próximas. O mistério pode mesmo residir na matéria escura e no seu funcionamento esquivo, uma vez que se sabe que as galáxias são atraídas gravitacionalmente pela influência da matéria escura.
“Os astrofísicos teóricos terão de efetuar estudos mais abrangentes utilizando simulações para estabelecer de forma conclusiva porque é que as galáxias com mais vizinhos tendem a ser maiores”, disse Ghosh. “Por agora, o melhor que podemos dizer é que estamos confiantes de que esta relação entre o ambiente da galáxia e o tamanho da galáxia existe.”
Questões sobre a formação das galáxias
Isto levanta novas questões sobre a forma como as galáxias se formaram e evoluíram ao longo de milhares de milhões de anos. “As teorias atuais sobre a formação e evolução das galáxias não conseguem explicar adequadamente a descoberta de que as galáxias em aglomerados são maiores do que as suas homólogas idênticas em regiões menos densas do Universo”, disse o autor principal Aritra Ghosh, investigador de pós-doutoramento e bolseiro do LSST-DA.
“Esta é uma das coisas mais interessantes da astrofísica. Por vezes, o que as teorias preveem que devemos encontrar e o que um estudo realmente encontra não estão de acordo, e por isso voltamos atrás e tentamos modificar as teorias existentes para explicar melhor as observações”.
O coautor Ghosh refletiu: “Uma lição importante que tínhamos aprendido antes deste estudo é que a resolução desta questão não requer apenas o levantamento de um grande número de galáxias”.
“Também precisa de uma análise estatística cuidadosa. Uma parte disso vem de ferramentas de aprendizagem automática que podem quantificar com precisão o grau de incerteza nas nossas medições das propriedades das galáxias.”
Este é um exemplo da análise complexa de grandes conjuntos de dados, tal como se vê no big data, que está a acelerar a astronomia de dia para dia, particularmente à medida que se desenvolvem novos e poderosos telescópios com câmara. Um desses telescópios é o Observatório Vera C. Rubin, no Chile.
Ghosh pensa que a utilização de grandes conjuntos de dados se tornará a norma na astronomia. Talvez a utilização da IA e da aprendizagem automática também o seja.
Referência da notícia:
Aritra Ghosh et al (2024). Denser Environments Cultivate Larger Galaxies: A Comprehensive Study beyond the Local Universe with 3 Million Hyper Suprime-Cam Galaxies. ApJ 971 142 DOI 10.3847/1538-4357/ad596f