GALÁXIAS ELÍPTICAS: FORMAÇÃO, CARACTERÍSTICAS, TIPOS, EXEMPLOS - ARTE - 2025

As galáxias elípticas são objetos astronômicos elipsoidais. No interior, essas galáxias abrigam milhões de estrelas, planetas, um pouco de gás, poeira e matéria escura abundante, todos ligados graças à força da gravidade.

Eles carecem de uma estrutura óbvia e sua luminosidade é bastante uniforme, pois as estrelas estão regularmente distribuídas em direção às bordas, onde a luz se difunde suavemente na forma de um halo muito tênue.

Figura 1. A brilhante galáxia elíptica NGC 3610 na constelação de Ursa Maior, vista pelo telescópio Hubble. Fonte: Wikimedia Commons.

Formação e evolução

Os astrofísicos inicialmente pensaram que um grande colapso foi o que deu origem a uma galáxia elíptica, que deu origem a uma intensa formação de estrelas que acabou cessando. Esta hipótese é apoiada pelo fato de que a população estelar dessas galáxias é mais antiga do que a dos outros tipos.

Por outro lado, nas galáxias elípticas existe muito pouca quantidade de gás e poeira, o que é conhecido como matéria interestelar, que é justamente a matéria-prima necessária na formação de novas estrelas.

Mas as observações atuais confirmam que, apesar de sua aparente estabilidade, as galáxias não são estáticas. A força da gravidade faz com que eles interajam ativamente uns com os outros sempre que houver oportunidade.

Por esta razão, atualmente prevalece a hipótese de que galáxias elípticas têm origens diversas e que galáxias de outras formas provavelmente se tornarão elípticas com o tempo.

A atração gravitacional pode causar colisões que produzem uma eventual fusão. Eventos de tal magnitude não são incomuns, pois a gravidade abre as portas para essa possibilidade. Além disso, as galáxias elípticas são freqüentemente encontradas no meio de aglomerados galácticos, onde há uma oportunidade de capturar material e se fundir com outras galáxias.

Figura 2. Essas duas galáxias fundidas são conhecidas como "Os Ratos". Eles estão na constelação de Coma Berenice. Fonte: Wikimedia Commons.NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (UCSC / LO), M.Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), a ACS Science Team e ESA

Isso é confirmado pelo fato de que estrelas azuis jovens foram detectadas no interior de algumas galáxias elípticas - galáxias anãs azuis - mostrando que elas não são completamente desprovidas de matéria interestelar.

Também foi sugerido que quando as galáxias espirais gastam sua matéria-prima, elas evoluem para uma forma lenticular, ou seja, uma forma de disco sem braços espirais. Colisões sucessivas com outras galáxias levariam à perda do disco e à transformação em um elipsóide.

Características gerais

Para obter uma aproximação das dimensões do universo, as unidades de distância comumente usadas na Terra não são apropriadas. Em astronomia, o ano-luz, o parsec (pc) e o kiloparsec (kpc) são de uso comum:

1 kpc = 1000 pc = 3300 anos-luz

Na medição da massa de objetos tão grandes quanto galáxias, a unidade chamada massa solar é usada, que é denotada como M☉ equivalente a 2 x 10 ^ 30 kg.

Em relação às características gerais das galáxias elípticas, é claro que o mais distinto é a sua forma, variando de elipsóides quase esféricos a bastante achatados.

Conforme explicado no início, as galáxias elípticas são muito desestruturadas. Têm uma distribuição bastante regular de formato elipsoidal e são circundados por um débil halo luminoso, de maior ou menor extensão. Eles não têm um disco ou outra estrutura que se destaque de forma notável.

Eles podem ter galáxias-satélite, galáxias muito menores que estão sob seu domínio gravitacional, embora isso não seja exclusivo das galáxias elípticas, porque nossa Via Láctea, uma galáxia espiral barrada, tem as Nuvens de Magalhães como satélites.

Alguns também têm aglomerados de estrelas globulares, que podem ser confundidos com galáxias anãs elípticas. Em termos de cinemática, as estrelas que compõem uma galáxia elíptica tendem a seguir trajetórias complicadas e o momento angular da galáxia é considerado de baixa magnitude.

Massa e dimensões

Existe muita variabilidade em termos de tamanho. Por terem pouco gás interestelar e poeira, a massa de uma galáxia elíptica é a massa estelar. O número de estrelas pode variar de alguns milhões a um milhão de milhões de estrelas.

As estimativas até agora mostram diâmetros de 1-200 kpc e, em casos excepcionais, 1 Megaparsec - cerca de 3 milhões de anos-luz.

Normalmente, a massa está na faixa de 10 ^ 6-10 ^ 13 M☉. Pequenas galáxias elípticas, também chamadas de galáxias anãs, são abundantes nas proximidades de nossa galáxia, a Via Láctea.

No outro extremo estão as gigantescas galáxias elípticas, de extraordinária luminosidade. Na verdade, esta classe tem as maiores galáxias conhecidas, que geralmente estão no centro dos aglomerados de galáxias, portanto, muito possivelmente, elas devem seu imenso tamanho à fusão com galáxias vizinhas.

Tipos

O astrônomo Edwin Hubble classificou as galáxias de acordo com sua forma e estabeleceu cinco padrões básicos. Sua classificação inclui: espirais elípticas, lenticulares, espirais, barradas e irregulares. A maioria das galáxias, cerca de 90% são elípticas ou espirais.

Hubble colocou galáxias elípticas no início de seu esquema de classificação, referindo-se a elas como "galáxias de tipo inicial" porque ele acreditava que mais tarde elas evoluíram para outras formas.

Se a é o semi-eixo maior eb o semi-eixo menor da elipse, a elipticidade e é dada por:

E = 1 - b / a

E é uma medida indicativa de quão achatada é a elipse, por exemplo, se aeb são muito próximos, o quociente b / a é aproximadamente 1 e a elipticidade é zero, resultando em uma galáxia esférica.

O maior valor aceito para E é 3 e na classificação de Hubble, o primeiro lugar à esquerda é ocupado por galáxias esféricas, que são denotadas como E0, seguidas pelos tipos intermediários E1, E2,… até atingir EN, onde N = 10 (1- b / a).

Os mais planos que se conhecem chegam a E7, pois acima desse valor se perde a estrutura da galáxia.

O próprio Hubble modificou sua classificação original à medida que mais informações chegavam. O mesmo fizeram outros astrofísicos para incluir novos recursos além da mera forma elipsoidal. Para isso, foram utilizadas outras letras, além de letras minúsculas.

Galáxias quadradas elípticas (quadradas) e discóides (disco)

Fora da sequência de Hubble, Ralf Bender e seus colaboradores propuseram em 1988 dois novos termos para classificar galáxias elípticas, que não só levam em conta a forma, mas também outras características muito importantes.

Dessa forma, eles foram agrupados em "quadradão" e "disco", que são traduzidos respectivamente em quadrado e discoidal. Essa classificação foi feita levando-se em consideração as linhas isofóticas, que unem pontos com a mesma luminosidade na superfície galáctica.

Curiosamente, essas linhas não seguem a forma elíptica. Em algumas galáxias, eles tendem a ser retangulares e em outras assumem a forma de um disco, daí o nome.

Os quadrados têm maior luminosidade, são maiores e mais ativos, no sentido de que possuem fontes de rádio, assim como os raios X. Os discoidais são mais calmos neste aspecto e sua luminosidade é menor.

Portanto, mesmo com a mesma classificação na sequência de Hubble, duas galáxias elípticas podem ter características diferentes se uma delas for quadrada ou quadrada e a outra for disco ou discoidal. Estes tenderiam a ter uma rotação mais alta, enquanto o quadrado poderia ser o resultado de muitas fusões e interações galácticas.

Galáxias elípticas do tipo cD

São galáxias elípticas tão colossais que é impossível perdê-las quando se trata do assunto. Eles podem ter 1 Mega-parsec de largura e são encontrados no meio de aglomerados galácticos.

O seu tamanho deve-se provavelmente ao facto de serem o resultado da fusão de várias galáxias: entre 10 ¹³ e 10 ¹⁴ M☉. Eles têm um núcleo central muito brilhante e abrigam centenas de milhares de aglomerados globulares. Além disso, presume-se que contenham uma grande quantidade de matéria escura, necessária para explicar que ela permanece coesa.

Figura 3. Comparação de galáxias em que se destaca a colossal galáxia elíptica IC 1101. Fonte: Wikimedia Commons.

O maior de todos até agora é o IC 1101 no aglomerado Abell 2029, na constelação de Virgem. Foi descoberto por William Herschel em 1790 e um diâmetro máximo de 6 milhões de anos-luz é estimado.

Como seu núcleo é extremamente ativo, não parece provável que hospede formas de vida, ou pelo menos não como o conhecemos na Terra.

Exemplos

Galáxias elípticas são geralmente encontradas no meio de aglomerados de galáxias, que são associações de galáxias mais ou menos grandes. Na constelação de Virgem e em Coma Berenice existem agrupamentos notáveis.

Como a maioria das galáxias está tão distante, é muito difícil para o olho identificá-las, mas usando telescópios ou até mesmo binóculos de boa qualidade, é possível distinguir galáxias de todos os tipos.

Na rede existem muitos mapas, bem como aplicativos para descobrir objetos astronômicos. As galáxias geralmente não têm nomes próprios, com poucas exceções, como a Via Láctea, Andrômeda, a galáxia Whirlpool ou Whirlpool e a galáxia Sombrero.

A maioria é indicada por um código de catálogo: o catálogo Messier (M), o NGC ou Novo Catálogo Geral e o Catálogo de Índice IC.

Galaxy M87

O objeto estelar conhecido como M87 (ou NGC 4486) pertence ao aglomerado de galáxias na constelação de Virgem. Ela está entre as galáxias elípticas mais próximas da Terra, a cerca de 53 milhões de anos-luz de distância, e é do tipo quadrado descrito na seção anterior. Possui um núcleo muito ativo em termos de radiofrequência e emissão de plasma.

Tem cerca de duas vezes a massa da nossa Via Láctea, sem incluir a matéria escura. Se isso pudesse ser detectado, o M87 seria cerca de 200 vezes mais massivo que a Via Láctea. Cerca de 12.000 aglomerados globulares foram identificados em M87.

Figura 4. galáxia elíptica M87 vista com o telescópio Hubble. Fonte: Wikimedia Commons.

M87 emite um jato de matéria com cerca de 5.000 anos-luz de comprimento, que se acredita ser proveniente de um buraco negro colossal cercado por material quente que não está exatamente no centro.

Galaxy M32

Esta é uma galáxia elíptica anã que acompanha Andrômeda, na constelação de mesmo nome. Por ser muito compacto e girar em torno de um objeto muito massivo, alguns especialistas sugerem que seja o núcleo de uma galáxia antiga desmembrada por algum colapso gravitacional.

Figura 5. A figura mostra a galáxia espiral de Andrômeda, e a pequena galáxia elíptica M32 é o pequeno ponto à esquerda do centro. Fonte: Wikimedia Commons. Torben Hansen

É possível que em tempos antigos ele tenha colidido com a própria Andrômeda, e nas imagens você pode ver como as estrelas externas de M32 são inexoravelmente atraídas para seu vizinho maior.

Referências

1. Carroll, B. An Introduction to Modern Astrophysics. 2ª Edição. Pearson. 874-1037.
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6. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Editorial Reverté. 315-394.
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8. Wikipedia. Galáxia elíptica M87. Recuperado de: es.wikipedia.org.