Quais os tipos de galáxias existentes?

As diferenças de formatos e texturas das galáxias são evidentes até para o olho mais leigo. Vamos analisar em detalhes suas características mais profundas.
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A palavra galáxia vem do grego, γαλαξίας (galaxias), que significa “leitoso”, uma referência à nossa Via Láctea (γάλα, gala, significa “leite” em grego). Em resumo: galáxias são sistemas formados por estrelas, gás, poeira e partículas do chamado meio interestelar, e matéria escura unidas pela força da gravidade. Da mesma forma que um sistema solar é formado por uma ou mais estrelas, planetas, luas, asteroides e cometas, as galáxias são formadas por estruturas de escala ainda maior.

Temos um post sobre as categorias de nebulosas, quais seus tipos e as características que as diferem entre si. Caso não tenha visto, confira lá.

As galáxias se organizam em três tipos básicos: espirais, elípticas e irregulares. Vamos aprender mais adiante sobre cada uma delas, mas vale dizer que essas três categorias não descrevem totalmente as nuances entre elas. A chamada Classificação de Hubble traz uma descrição um pouco mais completa sobre as características únicas de cada tipo, mas elas existem em tantas formas que ainda sim a Classificação de Hubble deixa para trás algumas galáxias peculiares, como os AGNs.

Abordaremos também alguns desses tipos de galáxias mais adiante.

Galáxias espirais

Galáxia espiral
M101, a Galáxia do Cata-Vento

O tipo mais reconhecido, as galáxias espirais possuem um formato que lembra um cata-vento e cerca de 60% das galáxias catalogadas são espirais. As galáxias espirais são mais propícias a se formarem de forma mais isolada, em regiões com baixa densidade e influência da gravidade de outras galáxias ao redor. Sua formação no centro de aglomerados são mais raras.

As galáxias espirais possuem um disco rotativo de estrelas com braços definidos e um brilhante bojo central contendo um buraco negro supermassivo e formado por estrelas mais antigas, como estrelas gigantes vermelhas — por isso o tom mais amarelo-avermelhado da região. O buraco negro da nossa galáxia é chamado de Sagittarius A* (pronuncia-se sagitárius a-estrela).

Os braços espirais são ricos em poeira interestelar e contém a maior taxa de formação de novas estrelas e seu tom azulado brilhante vem da quantidade de estrelas jovens e quentes.

Como os braços espirais se formam?

Como os braços espirais das galáxias se formam

Ao contrário do que se imagina, os braços das galáxias espirais não são estruturas fixas que giram como um todo ao redor do núcleo, mas sim regiões rotativas de formação de novas estrelas. Como a órbita das estrelas e toda a matéria na galáxia não formam um círculo perfeito, mas uma elipse, os braços surgem como “ondas de densidade”. Essa onda é como um semáforo: estrelas e matéria se desaceleram e se acumulam quando se movem para os braços, e aceleram quando se movem para fora dos braços. O aumento da densidade de gás e poeira nessas ondas ajuda a disparar a taxa de formação de novas estrelas nessas regiões, tornando os braços bem brilhantes e definidos.

Existem diversas subdivisões das galáxias espirais, algumas levando até em consideração se os braços espirais são bem definidos (espiral grand design) ou difusos (espiral floculante), mas existe um tipo de galáxia espiral muito importante…

Galáxias espirais barradas

As galáxias espirais podem ainda ter uma espécie de eixo central, uma faixa de estrelas que atravessa o centro da galáxia até os braços espirais. São as galáxias espirais barradas. Elas são bem comuns, cerca de ⅔ das espirais são barradas.

Galáxia espiral barrada
NGC 1365, uma galáxia espiral barrada.

A origem da barra é geralmente atribuída ao resultado de uma onda de densidade irradiando do centro da galáxia, cujos efeitos remodelam as órbitas das estrelas internas. Este efeito aumenta com o tempo para estrelas orbitando mais longe, criando uma estrutura de barra que se autoperpetua. Acredita-se que as barras sejam fenômenos temporários na vida das galáxias espirais; as estruturas das barras se deterioram com o tempo, transformando-as de espirais em barras para padrões espirais mais regulares.

A nossa galáxia, a Via Láctea, é uma galáxia espiral barrada, porém com um eixo central menos proeminente que a NGC 1365 que ilustra este parágrafo, e nosso Sistema Solar está localizado em um dos braços da galáxia, e não nesse eixo central.

Galáxias elípticas

Galáxia elíptica
ESO 325-G004 é uma galáxia elíptica.

As galáxias elípticas possuem diversas características que as tornam únicas. Elas tem formato esférico ou ovalado, sem bordas definidas e possuem comparativamente pouco gás e poeira. Além disso, não estão mais formando estrelas ativamente, a idade avançada das estrelas nessas galáxias as conferem uma coloração alaranjada.

As estrelas em galáxias elípticas não seguem uma órbita ordenada, elas orbitam o núcleo galáctico nos mais variados sentidos, mas com chances remotas de colisão, porque estrelas são muito pequenas perto das enormes distâncias entre elas.

Estudos das galáxias elípticas demonstram que todas elas possuem um buraco negro supermassivo em seu centro. Galáxias elípticas variam muito de tamanho, podendo conter algumas dezenas de milhões até 100 trilhões de estrelas. Uma das maiores galáxias conhecidas no universo observável, a IC 1101, é uma galáxia elíptica.

As galáxias elípticas são categorizadas de E0 até E7 acordo com sua forma aparente. Galáxias E0 possuem formatos esféricos quase perfeitos, enquanto as E7 possuem formatos bem alongados.

É amplamente aceito em observações e simulações de computador que muitas colisões de galáxias formam galáxias elípticas. Daqui a 4 ou 5 bilhões de anos, a Via Láctea irá colidir com a Galáxia de Andrômeda, resultando em uma galáxia elíptica.

Galáxias lenticulares

Galáxia lenticular
NGC 4866 é classificada como uma galáxia lenticular.

As galáxias lenticulares foram as últimas a serem adicionadas na classificação Hubble. São como um tipo intermediário entre uma galáxia elíptica e uma galáxia espiral. Ela é achatada e possui um bojo central como uma galáxia espiral, porém não possui braços. Assim como as espirais, as galáxias lenticulares também podem ser barradas.

A maioria das galáxias lenticulares perderam grande parte de seu material interestelar (como gases e nuvens de poeira) e, portanto, possuem uma taxa extremamente baixa de formação de novas estrelas, compartilhando a mesma características das galáxias elípticas de, predominantemente, possuírem estrelas antigas.

A formação das galáxias lenticulares ainda é cercada de hipóteses. As galáxias lenticulares se formam principalmente em regiões mais densas e em aglomerados. Estudos sugerem ainda que elas são galáxias espirais “mortas”, onde seus braços se dissiparam e se mesclaram. No entanto, galáxias lenticulares são muito mais luminosas do que as espirais convencionais, o que sugere que não são simplesmente meras galáxias espirais dissipadas, mas fruto da colisão de duas galáxias que tiveram suas nuvens de gás e poeira distribuídas de forma homogênea em seu disco.

Galáxias irregulares

Galáxia irregular
A Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia irregular.

As galáxias irregulares, como o nome sugere, não possuem formato definido. Não possuem nenhum tipo de simetria e nem possuem um núcleo. Formam cerca de um quarto das galáxias conhecidas e possuem tamanhos diversos. As menores não têm massa e atração gravitacional suficiente para se definirem num formato e podem ser facilmente confundidas com aglomerados estelares; e para as maiores, a hipótese é que já foram galáxias espirais ou elípticas um dia, mas sofreram distorções devido às ações gravitacionais externas. Em geral, são de tamanho relativamente pequeno, em média ⅒ da massa da Via Láctea e, por isso, estão mais sujeitas às forças externas.

Algumas galáxias irregulares podem ser barradas, tendo uma coluna central de estrelas se destacando em meio à distribuição caótica. A Grande Nuvem de Magalhães, visível a olho nu, é uma galáxia-satélite da Via Láctea e um exemplo de galáxia irregular barrada.

Galáxias peculiares

Podemos ramificar as galáxias irregulares ainda em uma subcategoria chamada de galáxia peculiar. Elas possuem características bem mais incomuns devido à presença de núcleos galácticos ativos (AGNs, como quasares ou rádiogaláxias) ou sua interação com outras galáxias, seja por colisões ou distorções por forças de maré.

Núcleos galácticos ativos (AGNs)

Radiogaláxia Centaurus A
Centaurus A, uma das galáxias ativas mais próximas de nós.

As galáxias ativas, ou AGN (do inglês, active galactic nucleus), estão diretamente vinculadas ao seu buraco negro supermassivo central.

A maioria das galáxias convencionais está relativamente dormente: a matéria e estrelas estão em uma órbita estável ao redor do buraco negro, tal como na Via Láctea. No entanto, nas galáxias ativas a matéria continua circulando e sendo “devorada” pela intensa gravidade do buraco negro e, com isso, sua matéria é aquecida a temperaturas elevadíssimas, formando um disco de acreção. O disco de acreção gera emissões intensas de radiação por todo o espectro eletromagnético, das ondas de rádio aos raios X, além de um denso disco de poeira mais externo.

Buraco negro supermassivo em NGC 4261
Galáxia NGC 4261 fotografada em luz visível (branca) aparece como um disco difuso de centenas de bilhões de estrelas. Uma imagem de rádio (laranja) mostra um par de jatos opostos emanando do núcleo e abrangendo uma distância de 88.000 anos-luz.

O campo magnético intenso ao redor do buraco negro também pode capturar parte dos elétrons dessa matéria, acelerando-os a velocidades próximas da luz, fazendo disparar grandes jatos pelos seus polos. Como esses jatos são bastante detectáveis no espectro de ondas de rádio, são chamadas de radiogaláxias.

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HOSTI, B. P. Quais os tipos de galáxias existentes?. Espaço-Tempo, 2021. Disponível em: https://www.espacotempo.com.br/quais-os-tipos-de-galaxias-existentes. Acesso em: 24 abr. 2024.

Brunno Pleffken Hosti

Professor. Graduado em Física pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). Extensão em Astrofísica pelo IAG/USP e pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Pesquisador nas áreas de astrofísica observacional e espectroscopia.

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