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3 Barras recorrentes e a importância do cenário de evolução secular

Norman, Sellwood & Hasan (1996) sugerem que a formação da barra, sua dissolução e conseqüente construção do bojo possa ser um fenômeno recorrente, ou seja, que ocorra diversas vezes para uma mesma galáxia. Já é um fato bem estabelecido que uma barra se desenvolve naturalmente em um disco estelar, através de instabilidades dinâmicas (e.g., Binney & Tremaine 1987). Também já está claro que o aumento na concentração central de massa, induzido pela barra, é capaz de destruí-la. No entanto, ainda não está claro se uma galáxia que já foi barrada, e teve sua barra dissolvida, pode desenvolver uma nova barra (Friedli 1999). No processo de dissolução da barra, é muito provável que a dispersão de velocidades das estrelas no disco aumente, o que torna mais difícil o desenvolvimento de uma nova barra, já que as barras têm maior facilidade de se originar em discos ``frios'', i.e., com baixa dispersão de velocidade, conforme o critério de Toomre (e.g., Binney & Tremaine 1987)7.

Em nossa amostra de galáxias, temos galáxias barradas que não tem o gradiente nulo, mas o típico gradiente negativo. Isso pode ser um indício de que a presença de uma barra não é uma condição suficiente para que o gradiente de cor seja atenuado. A quantidade de gás disponível no disco deve ser um outro parâmetro importante nesse sentido, como já foi discutido anteriormente. Por outro lado, a barra nesse caso pode ter sido recém-formada, não tendo tido tempo ainda para homogeneizar as populações estelares ao longo da galáxia. Inversamente, também temos galáxias em nossa amostra que, apesar de não serem barradas, exibem gradientes de cor nulos. Podemos interpretar este caso como sendo o de uma galáxia que teve a sua barra dissolvida recentemente e, por isso, ainda apresenta o gradiente atenuado. Após um certo período de tempo, a evolução da geração de estrelas formada nas regiões centrais da galáxia, que se formou através do gás transportado pela barra, bem como a ausência de novos surtos de formação estelar central, podem tornar o gradiente mais negativo novamente.

Apesar de nossa amostra não ser completa, podemos fazer algumas considerações frutíferas. Considerando que o fenômeno de barras seja realmente recorrente, que todas as galáxias espirais (pelo menos as espirais de tipo tardio) sofram desta instabilidade, e assumindo uma idade média de 10 Giga-anos para essas galáxias, podemos interpretar a fração de galáxias em cada categoria de gradiente como se segue. Vamos imaginar que todas as galáxias se formem com gradientes de cor negativos. Ora, temos 65% das galáxias com gradientes negativos e 35% com gradientes nulos ou positivos, tornados assim devido aos processos de evolução secular relacionados à barras. Portanto, o período em que a barra mantém o gradiente atenuado, ou até mesmo positivo, é de cerca de 3 a 4 Giga-anos. Em verdade, como a presença de uma barra pode não ser uma condição suficiente para a atenuação dos gradientes, este valor é apenas um limite inferior. Podemos adotar que o tempo decorrido após a formação da barra para que o gradiente seja atenuado é da ordem da escala de tempo que leva para que ocorra o espessamento da barra, i.e., 1 Giga-ano (ver seção 1.1.3). Se o tempo que leva para que o gradiente volte a tornar-se negativo, após a dissolução da barra, for suficientemente pequeno para que possa ser desprezado, podemos estimar o tempo de vida da barra como sendo de cerca de 5 Giga-anos. Portanto, devemos esperar que metade das galáxias espirais sejam barradas, o que está em acordo com as observações, pelo menos no que se refere a galáxias do Universo local.

Se, ao contrário, barras em discos estelares não são recorrentes, podemos interpretar a fração de galáxias em cada categoria de gradiente, tendo em mente dois distintos cenários para a formação de bojos. O cenário monolítico prevê gradientes de cor negativos, já que a população estelar do bojo é mais velha do que a do disco, neste cenário. Portanto, de acordo com essas suposições e os nossos resultados, 65% das galáxias espirais se formam através do cenário monolítico. No cenário de evolução secular a população estelar do bojo deve ter a mesma idade, ou ser mais jovem, que a do disco e, portanto, galáxias formadas deste modo devem apresentar gradientes de cor nulos ou positivos. Assim, 35% das galáxias se formariam, nesta conjectura, através do cenário de evolução secular. Em uma conjectura mista, poderíamos supor que todas as galáxias se formem através do cenário monolítico, mas que, em pelo menos 35% das galáxias, os processos de evolução secular relacionados à barras contribuam para a construção dos seus bojos.


Footnotes

... 1987)7
Devemos a G. Gilmore o fato de ter-nos chamado a atenção para este ponto.

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Dimitri Gadotti 2003-10-06