O “patinho feio”, no reino das
gal´
axias
Domingos Soares
As gal´axias que mais chamam a nossa aten¸c˜ao s˜ao as gal´axias espirais — especialmente pela beleza dos bra¸cos espirais —, e as gal´axias el´ıpticas, as quais apresentam uma distribui¸c˜ao de luz uniforme e suave contra o fundo do c´eu. Existe, no entanto, um tipo de gal´axia, cuja beleza reside exatamente no fato de n˜ao apresentar harmonia ou regularidade em sua forma. Trata-se do “patinho feio” do reino das gal´axias, e as representantes deste tipo s˜ao chamadas muito apropriadamente de “gal´axias irregulares”.
As gal´axias irregulares tendem a ser menores do que as espirais e as el´ıpticas, e s˜ao mesmo chamadas de gal´axias “an˜as”. Na verdade, o termo “gal´axia irregular” aplica-se tanto a gal´axias espirais an˜as, com estrutura perturbada, como a nossa companheira, a Grande Nuvem de Magalh˜aes, quanto a todas as outras gal´axias que n˜ao se enquadram em nenhum dos tipos que possuem uma estrutura regular.
A prop´osito, as Nuvens de Magalh˜aes — a Grande e a Pequena — s˜ao gal´axias sat´elites da nossa Via L´actea, sendo facilmente vis´ıveis a olho nu nos c´eus do hemisf´erio Sul. Elas foram descobertas pelo navegador portuguˆes Fern˜ao de Magalh˜aes (1480-1521) em 1520, quando realizava a sua viagem de circum-navega¸c˜ao da Terra.
Quando Edwin Hubble (1889-1953) propˆos o seu esquema de classifica¸c˜ao de gal´axias — conhecida como a “forquilha de Hubble” —, ele simplesmente classificou como “irregulares” todas as gal´axias que n˜ao se enquadravam den-tro dos tipos espiral e el´ıptico. Hoje em dia, as pr´oprias irregulares possuem uma distin¸c˜ao interna de classifica¸c˜ao, como veremos. Pois bem, Hubble cha-mou de “Irr I” `as gal´axias irregulares nas quais podia se discernir pelo menos algum sinal de uma estrutura, como por exemplo, indica¸c˜oes de um bra¸co espiral. E chamou de “Irr II” `aquelas que se apresentavam de uma forma extremamente desorganizada. Para Hubble, portanto, ambas as Nuvens de
Magalh˜aes, a Grande e a Pequena, se enquadravam na categoria Irr I. A Grande Nuvem de Magalh˜aes apresenta uma barra estelar proeminente e ind´ıcios de um bra¸co espiral. A Pequena Nuvem de Magalh˜aes apresenta uma estrutura alongada sem qualquer sinal de bra¸cos espirais. Ambas s˜ao gal´axias an˜as, ou seja, as suas massas s˜ao milhares de vezes menores que a massa de uma gal´axia espiral t´ıpica como a nossa.
A Grande Nuvem de Magalh˜aes, `a esquerda, e a Pequena Nuvem de Magalh˜aes. Elas s˜ao gal´axias an˜as e sat´elites da Via L´actea. A Grande Nuvem de Magalh˜aes ´
e o prot´otipo de uma subclasse de gal´axias irregulares. Note a barra estelar da Grande Nuvem, que ´e a estrutura principal que se vˆe na imagem. A Grande Nuvem e a Pequena Nuvem de Magalh˜aes foram classificadas por Hubble como Irr I. A
classifica¸c˜ao mais discriminat´oria. Ele propˆos que as irregulares fossem clas-sificadas como uma extens˜ao da classifica¸c˜ao das gal´axias espirais. Hubble definiu para as espirais os tipos Sa, Sb e Sc. Nesta ordem, a-b-c, os bojos estelares diminuem e os bra¸cos espirais se abrem. Uma gal´axia espiral Sa, por exemplo, apresenta um bojo grande e bra¸cos que espiralam bem pr´oximos do bojo. Ent˜ao, de Vaucouleurs criou o novo tipo Sd, em que os bra¸cos exis-tem, mas come¸cam a apresentar irregularidades na sua defini¸c˜ao. A seguir, criou o tipo Sm — “m” de Magalh˜aes —, j´a no dom´ınio das irregulares, na verdade, substituindo as Irr I de Hubble, e cujo prot´otipo, ou modelo, seria a Grande Nuvem de Magalh˜aes. Criou ainda os tipos Im, cujo representante mais ilustre ´e a Pequena Nuvem, e para finalizar, criou o tipo Ir, para in-cluir as verdadeiramente irregulares, frequentemente tamb´em chamadas de gal´axias “amorfas”, isto ´e, literalmente, gal´axias “sem forma”. Estas ´ultimas englobariam as Irr II de Hubble.
Temos assim, para as gal´axias espirais e irregulares, a nova sequˆencia Sa-Sb-Sc-Sd-Sm-Im-Ir. Na pr´atica, isto corresponde a uma extens˜ao do ramo das espirais normais da forquilha de Hubble. Analogamente, teremos a extens˜ao SBa-SBb-SBc-SBd-SBm-Im-Ir para o ramo das gal´axias espirais barradas da classifica¸c˜ao original de Hubble.
Podemos agora rever a figura acima, onde mostramos as Nuvens de Ma-galh˜aes. De acordo com a revis˜ao de de Vaucouleurs, elas ser˜ao agora classi-ficadas como SBm — a Grande Nuvem — e Im — a Pequena Nuvem.
As gal´axias irregulares s˜ao muitas vezes observadas a grandes distˆancias de n´os tamb´em. ´e o que mostra a figura seguinte, a qual apresenta algumas das gal´axias irregulares observadas pelo Telesc´opio Espacial Hubble, cujos tempos de exposi¸c˜ao foram muito grandes.
Gal´axias irregulares distantes observadas pelo Telesc´opio Espacial Hubble. A par-tir da gal´axia no canto superior esquerdo, e no sentido hor´ario, elas podem ser tentativamente classificadas como SBm, Ir, Ir e Sd, no sistema revisado de de Vau-couleurs. As regi˜oes azuladas nas gal´axias indicam regi˜oes de intensa forma¸c˜ao
forma¸c˜ao de estrelas, ´e a presen¸ca de nuvens de g´as e poeira. Estas nuvens s˜ao vistas nas imagens com pequenas manchas avermelhadas. A luz vermelha ´
e proveniente do g´as hidrogˆenio, energeticamente excitado. O hidrogˆenio n˜ao ´
e o ´unico componente destas nuvens, mas ´e o elemento mais abundante. A excita¸c˜ao do hidrogˆenio ´e causada pela radia¸c˜ao intensa das estrelas vizinhas. Estas estrelas, al´em da luz azul, emitem fortemente em radia¸c˜ao ultravioleta, que ´e altamente energ´etica, e ionizam e excitam energeticamente o g´as pre-sente nas nuvens.
Do ponto de vista estrutural, as gal´axias irregulares muitas vezes apre-sentam um bojo estelar — a estrutura esferoidal presente na regi˜ao central das gal´axias espirais. Mas este bojo, quando presente, est´a sempre deslocado da regi˜ao central da gal´axia. Este ´e um ind´ıcio de perturba¸c˜ao morfol´ogica, uma caracter´ıstica b´asica das gal´axias irregulares. As gal´axias irregulares s˜ao frequentemente o resultado de colis˜oes de duas ou mais gal´axias, ou de perturba¸c˜oes originadas de fortes intera¸c˜oes gravitacionais de mar´e com uma gal´axia pr´oxima.
A nossa pr´oxima irregular, M82, foi provavelmente perturbada pela sua companheira, a bela espiral M81. M82 ´e uma Ir. Ela ´e chamada de gal´axia “Charuto”, devido `a sua aparˆencia global em observa¸c˜oes de tempo de ex-posi¸c˜ao pequeno. Mas quando examinamos a sua estrutura interna percebe-mos que ela ´e realmente uma verdadeira Ir, com pouca ordem na distribui¸c˜ao estelar.
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a esquerda vemos o par de gal´axias M81 e M82. A gal´axia irregular M82 ´e vista ao lado em detalhes. Note a estrutura interna perturbada. As manchas escuras s˜ao nuvens de poeira, as quais absorvem a luz vis´ıvel. A colora¸c˜ao azulada ´e proveniente das estrelas da gal´axia. A estrutura de filamentos, perpendicular ao plano da gal´axia, ´e devida ao hidrogˆenio ionizado emitindo a sua caracter´ıstica luz vermelha (Imagens: M81-M82, Takayuki Yoshida; M82, Telesc´opio Subaru, Jap˜ao).
Para finalizar, faremos uma homenagem `a Grande Nuvem de Magalh˜aes, a gal´axia mais pr´oxima de n´os, e facilmente vis´ıvel em nossos c´eus. A olho nu, ela ´e vista como uma mancha luminosa, esbranqui¸cada, contra o fundo do c´eu noturno, lembrando uma nuvem comum, de natureza meteorol´ogica. Esta confus˜ao ´e frequente entre os menos avisados. Mas ´e uma verdadeira gal´axia! E, n´os, habitantes do hemisf´erio Sul, temos o extraordin´ario privil´egio de ter esta vis˜ao. A imagem que apresentaremos a seguir foi obtida com exposi¸c˜ao
Imagem da Grande Nuvem de Magalh˜aes obtida com uma exposi¸c˜ao longa. A sua classifica¸c˜ao como SBm ´e inquestion´avel. Note a barra central e os bra¸cos espirais fragmentados ao seu redor (Imagem: Yuri Beletsky, ESO).
