Sequência de Toomre

O físico Alar Toomre reuniu algumas fotos de galáxias em estágios de colisão diferentes, para tornar mais visível como funciona uma colisão de galáxia. Estas fotos formam uma sequência que começa pela atração gravitacional entre um par de galáxias, depois colidindo e por último formando uma fusão de galáxia. Esta sequencia pode ser visualizada pela figura 1.

Figura 1. Fotos de galáxias em diferentes estágios de interação, ilustrando a sequência de Toomre. Créditos da imagem: http://www.cv.nrao.edu/~jhibbard/TSeqHST/

Alar e seu irmão Jüri Toomre, na década de 1970, fizeram um programa computacional que simula a interação gravitacional de galáxias. Nesta década os computadores não tinham um processador com capacidade suficiente para realizar um estudo detalhado do processo de fusão de galáxias. Diante disto, o programa feito usava simulações com apenas algumas centenas de partículas que eram atraídas gravitacionalmente. Figura 2.

Figura 2:  Resultado do programa computacional feito pelos os irmãos Toomre. Crédito a imagem:http://ned.ipac.caltech.edu/level5/Sept11/Duc/Duc2.html

Os irmãos Toomre ao fazer repetidas vezes os processos de colisões galácticas conseguiram identificar um fenômeno conhecido por caudas de maré, que é o rastro de material galáctico deixado no meio inter-estelar durante o processo de interação gravitacional. Também ao simular a fusão de galáxias conhecidas conseguiram tem uma ideia mais ampla da grande variedade de tipos morfológicos existentes no cosmos.

Hoje em dia a tecnologia nos permite fazer uma simulação mais completa de uma colisão entre duas galáxias, levando em consideração a hidrodinâmica, a dissipação do gás interestelar, a formação de estrelas fora do gás. Além disso nestas simulações utiliza-se a massa e a energia lançada de volta no meio interestelar por supernova.  Figura 3.

Figura 3: Uma simulação computacional atual de um processo de colisão.     Créditos: http://www.scidacreview.org/0902/html/hardware.html

Com a ferramenta computacional proposta originalmente pelos irmãos Toomre podemos estudar o processo de colisão de galáxias e entender as diversas gálaxias fotografadas pelo telescópio Hubble. Este tipo de trabalho ajuda ainda a entender a formação e a evolução de galáxias.

Referências:

http://en.wikipedia.org/wiki/Alar_Toomre
http://astronomy.swin.edu.au/cosmos/T/Toomre+Sequence
http://physics.ucsc.edu/~joel/GalaxyMergers.pdf

Autora: Jessica Santos