Nos primórdios do nosso Universo, pouco mais de 13 bilhões de anos atrás, havia muito pouca estrutura. Havia estrelas, e elas estavam se formando rapidamente, dando início ao que é conhecido como Era Estelar. Mas as enormes e majestosas galáxias que vemos hoje, incluindo nossa Via Láctea, ainda não haviam se formado.
As primeiras galáxias a serem formadas foram galáxias anãs e, com o tempo, elas se fundiram para criar os tipos de galáxias espirais que vemos hoje. Os astrônomos sabem o que aconteceu, mas a linha do tempo exata para a Via Láctea não está clara. Agora, um novo estudo publicado na Nature Astronomy revelou alguns dos detalhes na formação de nossa galáxia doméstica.
O novo estudo, intitulado "Descobrindo o nascimento da Via Láctea através de idades estelares precisas com Gaia", baseia-se em dados da sonda Gaia da ESA. A missão de Gaia é mapear as estrelas na Via Láctea. Ele não mapeará todos eles, mas medirá com precisão a posição e o movimento de apenas um por cento das 100 bilhões de estrelas da galáxia. Essa amostra revela uma imagem geral da galáxia.
O movimento de uma estrela é transmitido a essa estrela no momento de sua formação. Gaia cria um mapa 3D da Via Láctea medindo esse movimento. Essencialmente, esse mapa permite que os astrônomos olhem para trás no tempo, traçando o movimento da estrela para trás. É por isso que os dados de Gaia são uma ferramenta tão poderosa para entender a história da Via Láctea.
Uma equipe de astrônomos do Instituto de Astrofísica de Canárias (IAC) usou esses dados para examinar a história da Via Láctea e descobrir como ela era no passado. O principal autor do artigo é Carme Gallart, pesquisadora do IAC. Em um comunicado de imprensa, Gallart disse: “Analisamos e comparamos com modelos teóricos a distribuição de cores e magnitudes (brilho) das estrelas na Via Láctea, dividindo-as em vários componentes; o chamado halo estelar (uma estrutura esférica que circunda as galáxias espirais) e o disco espesso (estrelas formando o disco da nossa galáxia, mas ocupando uma certa faixa de altura). ”
Os astrônomos estudaram o halo galáctico da Via Láctea e encontraram duas populações distintas de estrelas lá. Uma dessas populações é dominada por estrelas azuis. O movimento dessas estrelas disse aos astrônomos que eles são os remanescentes de uma galáxia anã que se fundiu com a Via Láctea. Essa antiga galáxia anã se chama Gaia-Encélado. A outra população da auréola é composta de estrelas vermelhas. A história dessas estrelas e a linha do tempo da fusão da Via Láctea / Gaia-Enceladus nunca foram bem compreendidas.
Graças à missão Gaia e ao trabalho desses astrônomos, agora estamos entendendo melhor a fusão.
"A análise dos dados de Gaia nos permitiu obter a distribuição das idades das estrelas nos dois componentes e mostrou que as duas são formadas por estrelas igualmente velhas, mais antigas que as do disco espesso", diz o pesquisador do IAC e co-autor Chris Brook.
Mas isso levanta outra questão: se as duas populações de estrelas têm a mesma idade, como elas são diferentes? Principalmente, tudo se resume à sua metalicidade.
“A peça final do quebra-cabeça foi dada pela quantidade de“ metais ”(elementos que não são hidrogênio ou hélio) nas estrelas de um componente ou de outro”, explicou Tomás Ruiz Lara, pesquisador e coautor do IAC. "As estrelas no componente azul têm uma quantidade menor de metais do que as do componente vermelho".
Esses achados, com a adição das previsões de simulações também analisadas no artigo, permitiram aos pesquisadores completar a história da formação da Via Láctea.
Os resultados deste trabalho contam uma história de formação de estrelas, fusão e crescimento galáctico que resulta na atual Via Láctea.
Essa história começa 13 bilhões de anos atrás, várias centenas de milhões após o Big Bang, quando estrelas se formavam em dois sistemas separados. Uma era a galáxia anã Gaia-Enceladus e a outra era a progenitora de nossa Via Láctea. A Via Láctea inicial era cerca de 4 vezes mais massiva que a galáxia anã e era composta por estrelas mais jovens e com maior metalicidade.
Cerca de 10 bilhões de anos atrás, houve uma colisão violenta entre Gaia-Encélado e o início da Via Láctea. Esse evento colocou algumas estrelas da galáxia anã e algumas da Via Láctea maior em movimento caótico, e eventualmente elas formaram a auréola. Houve um longo período de explosões caóticas de formação estelar, até que as coisas se acalmaram cerca de 6 bilhões de anos atrás. Então, o gás se estabeleceu no disco da galáxia e nos deu o que chamamos de disco fino.
"Até agora, todas as previsões cosmológicas e observações de galáxias espirais distantes semelhantes à Via Láctea indicam que essa fase violenta de fusão entre estruturas menores era muito frequente", explica Matteo Monelli, pesquisador do IAC e coautor do artigo. . "Agora conseguimos identificar a especificidade do processo em nossa própria galáxia, revelando os primeiros estágios de nossa história cósmica com detalhes sem precedentes".
Mais:
- Press Release: Os primeiros dias da Via Láctea revelados
- Artigo de pesquisa: Descobrindo o nascimento da Via Láctea através de idades estelares precisas com Gaia
- Missão Gaia da ESA
