O que são as Galáxias?

Denominamos galáxia a uma gigantesca acumulação de estrelas, poeiras e gás, que aparece isolada no espaço e cujos constituintes se mantêm unidos entre si devido a mútuas interacções gravitacionais, sendo por vezes o seu comportamento afectado por galáxias vizinhas. Qualquer galáxia possui milhares de milhões de estrelas. A nossa galáxia, a Via Láctea, sendo uma galáxia gigante (é a segunda maior do Grupo Local, imediatamente atrás da Galáxia de Andrómeda), contém cerca de 1011 estrelas.Desde que os astrónomos tiveram consciência da sua existência, as galáxias fascinaram-nos pela sua variedade de formas, pelas interacções entre elas e pelos fenómenos que ocorrem nas mesmas. Um dos fenómenos essenciais que ocorre nas galáxias é a formação de estrelas, pois determina em grande medida a sua evolução ao longo do tempo. Para mais, este fenómeno está ligado a um dos fenómenos que a Cosmologia ainda não resolveu, que é o da própria existência de galáxias. Figura 1 - Via Láctea. Imagem de 360º obtida por mosaico das imagens do satélite IRAS. Crédito: NASA, IRAS

Figura 2 - Hubble Ultra Deep-Field. Na imagem temos uma amostra das mais velhas galáxias jamais vistas opcticamente, formadas há 13 mil milhões de anos, quando o Universo tinha apenas 5% da sua idade actual. O tempo de exposição da imgem é de loucos: três meses a olhar sempre o mesmo local (!), permite-nos, através do seu estudo, perceber melhor como as estrelas e as galáxias se formaram no início do Universo. Crédito: S. Beckwith & HUDF Working Group (STScI), HST, ESA, NASA Sabemos hoje que a existência de galáxias apenas é possível devido a ter sido criada uma pequena assimetria nos primeiros segundos do Universo, que permitiu que ao longo dos milhões de anos que se seguiram se formassem aglomerados de gás e poeiras que depois, com o nascimento de estrelas, dessem origem às galáxias. Caso essa assimetria não tivesse ocorrido, o Universo teria evoluído perfeitamente homogéneo, sem a existência de quaisquer das estruturas celestes que hoje conhecemos. No entanto, as causas da pequena assimetria, que fez do nosso Universo aquilo que hoje conhecemos, permanecem ainda um enigma.O nascimento de estrelas nas galáxias não é um fenómeno independente de outros. A ideia de que as galáxias evoluem não só em aspecto, mas também em composição química, constitui a hipótese fundamental em inúmeras investigações actuais que tentam explicar as consequências que certos fenómenos, como as interacções entre galáxias vizinhas ou os seus choques, têm sobre a vida subsequente das galáxias envolvidas. Em função da sua forma as «nebulosas» classificavam-se em esféricas, anulares, elípticas, espirais e irregulares. Estas aparências pareciam ser resultado de estágios diferentes da evolução das nebulosas. A natureza das nebulosas era ainda perfeitamente desconhecida. Só no século XX, e devido a um trabalho sistemático de Edwin Hubble, com o advento da construção de telescópios de cada vez maior potência, consegue demonstrar que as nebulosas não possuíam todas a mesma natureza. Demonstrou inicialmente, em 1923, que as nebulosas espirais não são nebulosas feitas de gás ionizado, mas sim galáxias, enormes aglomerados de estrelas em rotação em torno de um núcleo, que são exteriores à nossa Galáxia e semelhantes a ela.

Ao longo do seu trabalho, Hubble classificou as galáxias segundo a sua aparência em espirais, espirais barradas, elípticas e irregulares, a que mais tarde se juntou as lenticulares. O pretendido por Hubble era uma classificação morfológica, que rapidamente se transformou na base de pressupostos esquemas evolutivos. Num destes, as galáxias iniciariam a sua vida como elípticas. Devido à condensação do núcleo central ir-se-iam formando estrelas que emigrariam até ao exterior em correntes espiraladas para ir formando um disco. Os braços espirais iriam crescendo até se juntarem num disco sem estrutura que consumia o gás que rodeava o centro.Pensa-se hoje que as galáxias nascem devido às gigantescas acumulações de gás e poeiras que ocorreram em determinadas regiões do Universo, e que, devido às enormes pressões gravitacionais, levaram ao aparecimento de estrelas nessas acumulações, dando-se as suas alterações de forma, não apenas devido às gravitacionais internas, mas devido a fortes interacções gravitacionais com as outras galáxias e com o meio que as rodeia. O espaço entre as galáxias está relativamente vazio, excepto pela presença do gás intergaláctico. Apenas poucas galáxias existem sozinhas; estas são conhecidas como galáxias de campo. A maioria das galáxias estão ligadas gravitacionalmente a um número de outras galáxias. Estruturas contendo até cerca de 50 galáxias são chamados grupos de galáxias, e estruturas maiores contendo milhares de galáxias contidas numa área de alguns megaparsecs são chamadas enxames. Superenxames são colecções gigantes contendo dezenas de milhares de galáxias, encontradas em enxames, grupos e por vezes individualmente; pelo que conseguimos observar, o Universo é uniforme a escalas maiores. A nossa Galáxia é um membro do Grupo Local, e domina em conjunto com a Galáxia de Andrómeda; no total o Grupo Local contém cerca de 30 galáxias num espaço com cerca de 1 megaparsec de diâmetro. O Grupo Local é parte do Superenxame Local, também conhecido como o Superenxame de Virgem. Figura 3 - Edwin Hubble (1889-1953), famoso astrónomo americano, que descobriu o desvio para o vermelho das galáxias e a expansão do Universo.

Figura 4 - A sequência de Hubble é a classificação dos vários tipos de galáxias, desenvolvida por Hubble em 1936. Figura 5 - M87, uma galáxia elíptica gigante e a maior do enxame Virgem-Coma. Visível próximo do núcleo galáctico está um jacto gigante, com um comprimento estimado de 5 milhões de anos-luz, que se pensa ser material ejectado do centro da galáxia.

O estudo das galáxias permitiu-nos, permite-nos e permitir-nos-á no futuro ter uma ideia cada vez mais concisa de como ocorreu a formação do Universo e saber mais sobre as leis físicas que regem o Universo.