Fantasmas galácticos: Gaia descobre um grande evento na formação da Via Láctea

A missão Gaia da ESA fez um grande avanço ao desvendar a história da formação da Via Láctea.

Em vez de se formar sozinha, a nossa galáxia fundiu-se com outra grande galáxia no início da sua vida, cerca de 10 mil milhões de anos atrás. As evidências estão espalhadas pelo céu ao nosso redor, mas Gaia e a sua extraordinária precisão mostraram-nos o que tem estado escondido à vista.


Gaia mede a posição, movimento e brilho das estrelas com níveis de precisão sem precedentes.

Utilizando os primeiros 22 meses de observações, uma equipa de astrónomos liderada por Amina Helmi, da Universidade de Groningen, Holanda, analisou sete milhões de estrelas – aquelas para as quais as velocidades e posições 3D estão disponíveis – e descobriu que cerca de 30.000 delas fazem parte de uma “colecção estranha” que se move através da Via Láctea. As estrelas observadas, em particular, estão actualmente a passar pela nossa vizinhança solar.

Estamos tão profundamente incrustados nesta colecção que as suas estrelas nos cercam quase que por completo e, assim, podem ser observadas na maior parte do céu.

Detritos da fusão galáctica

Apesar de estarem intercaladas com outras estrelas, as estrelas da colecção destacaram-se nos dados de Gaia porque todas elas percorrem longas trajectórias na direcção oposta à maioria das outras centenas de milhares de milhões de estrelas da Galáxia, incluindo o Sol.

Também se destacaram no chamado diagrama de Hertzprung-Russell – que é usado para comparar a cor e o brilho das estrelas – indicando que estas pertencem a uma população estelar claramente distinta.

O grande número de estrelas estranhas envolvidas deixou Amina e os seus colegas intrigados, que suspeitavam que estas pudessem ter algo a ver com a história da formação da Via Láctea e começaram a trabalhar para entender as suas origens.

No passado, Amina e o seu grupo de pesquisa usaram simulações de computador para estudar o que acontece com estrelas quando duas grandes galáxias se fundem. Quando os comparou com os dados do Gaia, os resultados simulados foram compatíveis com as observações.

A colecção de estrelas que encontrámos com Gaia tem todas as propriedades que se esperaria dos escombros de uma fusão galáctica,” diz Amina, principal autor do artigo publicado na revista Nature.

Os componentes da Via Láctea

Por outras palavras, a colecção é o que esperavam de estrelas que já foram parte de outra galáxia e foram consumidas pela Via Láctea. As estrelas formam agora a maior parte do halo interno da nossa galáxia – um componente difuso de estrelas antigas que nasceram nos primórdios e que agora cercam a maior parte da Via Láctea, conhecida como protuberância e disco central.

O disco Galáctico em si é composto de duas partes. Há o disco fino, que tem algumas centenas de anos-luz de profundidade e contém o padrão de braços espirais feitos por estrelas brilhantes. E há o disco grosso, que tem alguns milhares de anos-luz de profundidade. Este contém cerca de 10 a 20% das estrelas da Galáxia, mas as suas origens têm sido difíceis de determinar.

De acordo com as simulações da equipa, além de fornecer as estrelas do halo, a galáxia acumulada também poderia ter perturbado as estrelas pré-existentes da Via Láctea para ajudar a formar o disco espesso.

Ficámos certos sobre a nossa interpretação depois de complementar os dados de Gaia com informações adicionais sobre a composição química das estrelas, fornecidas pela pesquisa terrestre APOGEE,” diz Carine Babusiaux, da Université Grenoble Alpes, França, e segunda autora do artigo.

Estrelas que se formam em galáxias diferentes têm composições químicas únicas que combinam com as condições da galáxia de origem. Se esta colecção de estrelas era de fato os restos de uma galáxia que se fundiu com a nossa, as estrelas deveriam mostrar uma marca disso na sua composição. E mostraram.

Estrelas Gaia-Enceladus através do céu

Os astrónomos denominaram esta galáxia de Gaia-Enceladus depois de um dos gigantes da mitologia grega antiga, que era a prole de Gaia, a Terra e Úrano, o Céu.

Segundo a lenda, Encélado foi enterrado sob o Monte Etna, na Sicília, e responsável por terremotos locais. Da mesma forma, as estrelas de Gaia-Enceladus foram profundamente enterradas nos dados de Gaia, e agitaram a Via Láctea, levando à formação do seu disco espesso,” explica Amina.

Mesmo que nenhuma outra evidência fosse realmente necessária, a equipa também encontrou centenas de estrelas variáveis e 13 aglomerados globulares na Via Láctea que seguem trajectórias semelhantes às das estrelas de Gaia-Enceladus, indicando que estas eram originalmente parte desse sistema.

Aglomerados globulares são grupos de até milhões de estrelas, unidas pela gravidade mútua e orbitando o centro de uma galáxia. O fato de tantos aglomerados poderem estar ligados a Gaia-Enceladus é outro indício de que deve ter sido uma grande galáxia por si só, com a sua própria comitiva de aglomerados globulares.

Análises posteriores revelaram que esta galáxia tinha aproximadamente o tamanho de uma das Nuvens de Magalhães – duas galáxias satélites aproximadamente dez vezes menores que o tamanho actual da Via Láctea.

Dez mil milhões de anos atrás, no entanto, quando ocorreu a fusão com a Gaia-Enceladus, a própria Via Láctea era muito menor, de modo que a proporção entre as duas era mais de quatro para um. Foi, portanto, claramente um grande golpe para a nossa galáxia.

Ver que agora estamos a começar a desvendar a história da formação da Via Láctea é muito emocionante,” diz Anthony Brown, Universidade de Leiden, Holanda, que é coautor do artigo e também presidente do Consórcio Executivo de Processamento e Análise de Dados de Gaia.

Desde as primeiras discussões sobre a construção de Gaia há 25 anos, um dos principais objetivos da missão era examinar as várias correntes estelares na Via Láctea e reconstruir a sua história inicial. Essa visão está a valer a pena.

Gaia foi construída para responder a essas perguntas,” diz Amina. “Agora podemos dizer que é assim que a Galáxia se formou naquelas épocas iniciais. É fantástico. É tão bonito e faz-nos sentir tão grandes e tão pequenos ao mesmo tempo.”

Ao ler os movimentos das estrelas espalhadas pelo céu, agora podemos regressar à história da Via Láctea e descobrir um marco importante na sua formação, e isso é possível graças a Gaia,” conclui Timo Prusti, cientista do projeto Gaia em ESA.

Simulação de fusão
Notícia e imagens: ESA
Texto corrigido para Língua Portuguesa pré-AO90

 

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