Por que as galáxias têm braços espirais? Cientistas ainda buscam a resposta

Quando pensamos em uma galáxia, a imagem que normalmente vem à mente é a de um disco com braços espirais bem definidos. Essas estruturas estão entre as características mais marcantes das chamadas galáxias espirais e concentram grande parte do gás, da poeira e das regiões de formação estelar.

A própria Via Láctea pertence à classe das galáxias espirais e possui vários braços que se estendem a partir de sua região central. O Sistema Solar está localizado em um desses braços e não conseguimos observar sua estrutura completa. Em locais com baixa poluição luminosa é possível observar o braço.

Apesar de serem extremamente comuns no Universo, a origem dos braços espirais ainda não é compreendida. Um novo estudo baseado em dados do telescópio espacial Euclid busca responder isso ao investigar como o número de braços espirais se relaciona com a massa e a concentração de estrelas.

Braços espirais

Os braços espirais são estruturas curvas que se estendem a partir da região central das galáxias espirais, formando o padrão observado em sistemas como a Via Láctea e a Galáxia de Andrômeda. Eles são compostos por concentrações de estrelas, gás interestelar e poeira, além de regiões de formação estelar.

Essas estruturas representam um dos principais componentes das galáxias espirais e desempenham um papel importante em sua organização. É nos braços espirais que se concentram estrelas jovens, enquanto estrelas mais antigas também atravessam essas regiões durante sua órbita.

Não está orbitando o buraco negro

Embora seja comum dizer que os braços espirais "orbitam" o buraco negro supermassivo no centro da galáxia, isso não é correto. As estrelas, o gás e a poeira orbitam o centro de massa da galáxia, que é dominado principalmente pela distribuição de matéria visível e matéria escura.

Se os braços espirais fossem estruturas materiais girando junto com as estrelas ao redor do buraco negro, eles desapareceriam com o tempo devido à rotação diferencial da galáxia. As regiões internas do disco completariam uma órbita em torno do centro muito mais rapidamente do que as regiões externas.

Entendendo os braços espirais

Para investigar a origem dos braços espirais, os pesquisadores analisaram mais de 380 mil galáxias observadas pelo telescópio espacial Euclid. Além do número de braços, o conjunto de dados também inclui informações sobre massa estelar, concentração de estrelas e taxa de formação estelar.

Os resultados mostraram que cerca de 60% a 70% das galáxias espirais possuem dois braços principais, 15% a 20% apresentam três braços e cerca de 1% possuem apenas um. As galáxias com bojos centrais maiores, como a Via Láctea, tendem a exibir dois braços dominantes.

Como eles se formam?

Embora o estudo não resolva a origem dos braços espirais, ele fornece evidências de que sua estrutura está relacionada à distribuição de massa, incluindo a matéria escura. Os resultados indicam que o número de braços espirais pode funcionar como um indicador indireto da concentração de matéria.

Os pesquisadores também encontraram indícios de que galáxias mais massivas tendem a manter padrões persistentes com dois braços espirais. Enquanto sistemas com três braços podem representar estruturas transitórias ou recorrentes.