A Grande Galáxia de Andrómeda está a perder brilho à medida que a sua formação de estrelas diminui em 80%

A M31, mais conhecida como Andrómeda desde a antiguidade, é uma das nossas vizinhas galácticas mais importantes porque, juntamente com a Via Láctea, domina o Grupo Local. Para além do facto de se prever que entremos em colisão com ela daqui a cerca de 4 mil milhões de anos, a sua proximidade permite-nos utilizá-la como um laboratório estelar.

A sua proximidade — a cerca de 2,5 milhões de anos-luz de distância — permite que telescópios espaciais como o Hubble distingam estrelas individuais no seu disco e observem como estes sistemas evoluem com pormenor suficiente para reconstruir a sua história com notável precisão.

Num novo estudo, os investigadores analisaram mais de 6 500 pequenas regiões do disco sul, comparando a cor e o brilho das estrelas para estimar quando nasceram as diferentes populações estelares. Isto permitiu-lhes reconstruir a forma como a formação estelar evoluiu ao longo dos últimos 500 milhões de anos.

Ao medirem quantas estrelas de cada tipo aparecem em cada região, os investigadores obtiveram a história de formação estelar mais detalhada até à data. É aqui que a história se torna interessante: os dados revelaram que a produção de novas estrelas tem vindo a diminuir progressivamente ao longo dos últimos 40 milhões de anos.

Um declínio que se tem vindo a formar ao longo de centenas de milhões de anos

O declínio está longe de ser insignificante. Na área abrangida pelos estudos, a taxa média foi de 0,445 massas solares por ano nos últimos 100 milhões de anos, tendo descido para 0,285 massas solares por ano quando se consideram os últimos 20 milhões de anos.

Quando essas medições foram extrapoladas para todo o disco, os investigadores estimaram uma taxa de cerca de 0,67 massas solares por ano nos últimos 100 milhões de anos e de aproximadamente 0,43 nos últimos 20 milhões de anos. Esta desaceleração torna-se especialmente evidente nos últimos 40 milhões de anos.

Se recuarmos no tempo até há cerca de 500 milhões de anos, a Andrómeda formava uma massa solar de estrelas por ano. Mas é aqui que a coisa se torna interessante: há cerca de 40 milhões de anos, a taxa caiu para quase metade desse nível, sendo a taxa atual ainda mais baixa, o que aponta para um processo prolongado, em vez de uma paragem repentina.

Os investigadores interpretam este comportamento como a fase final de um declínio que teve início muito antes, uma vez que estudos anteriores tinham identificado um episódio significativo de formação estelar há cerca de 2 mil milhões de anos. Desde então, o disco tem vindo a evoluir gradualmente para um estado menos ativo, aproximando-se do de uma galáxia de transição.

M32, a pequena suspeita

Grande parte da formação estelar recente de Andrómeda concentra-se em estruturas em forma de anel, particularmente no chamado anel de 10 quiloparsecs. O nome refere-se à sua distância aproximada do centro galáctico — cerca de 32 000 anos-luz — e não ao facto de o anel ter 10 quiloparsecs de espessura.

É precisamente aqui que surge uma das pistas mais intrigantes. A M32, uma pequena galáxia satélite, situa-se nas proximidades, perto do anel, onde a formação estelar começou a ficar abaixo da média há cerca de 60 milhões de anos e permaneceu suprimida durante dezenas de milhões de anos.

Entre 50 milhões e 20 milhões de anos atrás, essa região produziu cerca de 40% menos estrelas do que a média do disco, atingindo um mínimo há cerca de 15 milhões de anos. Entretanto, outros setores próximos apresentam um comportamento diferente, o que significa que o declínio não está a afetar toda a galáxia de forma igual.

É por isso que a M32 é considerada uma possível culpada, embora ainda não haja provas definitivas. Modelos orbitais recentes sugerem que ela possa ter atravessado o disco de Andrómeda há cerca de 20 milhões de anos. O problema é que o declínio observado começou mais cedo, sugerindo que vários fatores possam estar envolvidos.

Um resultado que desafia a forma como medimos outras galáxias

O estudo também testa uma técnica utilizada para estimar a formação estelar em galáxias distantes. Em geral, não é possível distinguir estrelas individuais, pelo que a emissão no ultravioleta distante (FUV), combinada com a radiação infravermelha, é utilizada para inferir quanta massa está a ser convertida em estrelas ao longo de um determinado período.

Na Andrómeda, esse método produziu uma surpresa: as estimativas foram aproximadamente 2,1 vezes inferiores às obtidas através da contagem de populações estelares utilizando diagramas de cor-magnitude. A discrepância surge porque estes indicadores calculam a média da atividade ao longo de intervalos de 100 milhões de anos.

O problema surge quando uma galáxia altera rapidamente a sua taxa de formação estelar, o que significa que partir do pressuposto de uma taxa constante pode introduzir erros significativos. A equipa confirmou que a história reconstruída a partir de estrelas individuais reproduz corretamente os dados, indicando que o método tradicional está mal calibrado.

Andrómeda serve, portanto, como um campo de ensaio para melhorar a forma como interpretamos as galáxias distantes. A sua proximidade permite-nos comparar diferentes métodos e mostra-nos que, mesmo quando uma galáxia parece estável, pode estar a sofrer alterações significativas.