Quando nossa Via Láctea se fundiu com uma antiga galáxia anã

Em 2018, os astrônomos propuseram que, em sua história inicial, nossa galáxia Via Láctea colidisse e devorasse uma galáxia anã, que se pensava ter sido um pouco mais massiva que a Pequena Nuvem de Magalhães. Eles chamam essa galáxia anã hipotética de Gaia-Encélado. Uma evidência tentadora dessa colisão é um aglomerado de estrelas azuis presentes no halo da Via Láctea, que é uma região quase esférica de estrelas pouco dispersas, aglomerados globulares de estrelas e gás tênue em torno da Via Láctea. Enquanto os cientistas acreditavam que a colisão e sua fusão subsequente levaram à formação do disco espesso de nossa galáxia, as idades precisas dessas estrelas não eram claras até agora.

Cientistas do Instituto de Astrofísica de Canárias (IAC) da Espanha usaram dados da sonda Gaia e fixaram as estrelas mais antigas da nossa galáxia - remanescentes da fusão - entre 10 e 13 bilhões de anos. Isso fornece evidências de que a colisão Via Láctea-Gaia-Encélado ocorreu 10 bilhões de anos atrás. Uma declaração desses cientistas explica:

Treze bilhões de anos atrás, as estrelas começaram a se formar em dois sistemas estelares diferentes que depois se fundiram: um era uma galáxia anã que chamamos de Gaia-Encélado, e o outro era o principal progenitor de nossa galáxia, quatro vezes mais massivo e com uma maior proporção de metais. Cerca de dez bilhões de anos atrás, houve uma colisão violenta entre o sistema mais massivo e Gaia-Enceladus. Como resultado, algumas de suas estrelas, e as de Gaia-Encélado, foram colocadas em movimento caótico e, eventualmente, formaram o halo da atual Via Láctea. Depois disso, houve violentas explosões de formação estelar até 6.000 milhões de anos atrás, quando o gás se estabeleceu no disco da galáxia e produziu o que conhecemos como disco fino.

Publicado na Nature Astronomy em 22 de julho de 2019, este estudo marca a primeira vez que idades precisas foram fixadas nas estrelas da nossa galáxia, que de outra forma não podem ser determinadas usando um único método. É também a primeira vez que se confirma a hora exata da fusão e sua importância na evolução de nossa galáxia.

A principal autora do estudo é Carme Gallart, do Instituto de Astrofísica de Canarias, que pesquisa a formação de galáxias e a evolução de populações estelares. Ela disse ao EarthSky:

A Via Láctea sofreu muitas fusões, que contribuíram principalmente para formar sua auréola. Mas a maioria deles eram pequenas galáxias anãs. A fusão com Gaia-Enceladus é a mais antiga e massiva que conhecemos.

A Via Láctea já estava formando estrelas na época dessa fusão, que trouxe um suprimento constante de gás, aumentando o ritmo de formação. Assim, acredita-se que a fusão Gaia-Enceladus tenha resultado em violentas explosões de formação estelar por quatro bilhões de anos. A fusão também ajudou a manter uma estrutura grossa em forma de disco da galáxia, onde a maior parte das estrelas nasce. Cerca de 6 bilhões de anos atrás, o gás diminuiu para um disco fino que é visto hoje.

Hoje, tudo o que resta de Gaia-Enceladus é um aglomerado de estrelas azuis na auréola da Via Láctea. Gallart disse em comunicado:

É um processo muito gradual - não é como um acidente de carro - é algo que afeta a galáxia como um todo. É muito massivo, então acontece lentamente em termos humanos, não tão lentamente no tempo cósmico.

Essas medições precisas foram possíveis com os dados fornecidos pela sonda Gaia, cujo segundo lançamento foi em abril de 2018. Os astrônomos estão pesquisando os dados de Gaia para obter todo tipo de novas idéias sobre a galáxia da Via Láctea. Gaia calcula distâncias precisas das estrelas da Via Láctea a 6.500 anos-luz da Terra, o que equivale a mais de um bilhão de observações. Usando essas distâncias, Gallart e sua equipe verificaram as luminosidades e cores das estrelas. Isso, juntamente com simulações de ponta, permitiu à equipe determinar a idade das estrelas.

De interesse foram as duas subpopulações distintas na auréola da Via Láctea: estrelas vermelhas de nossa galáxia e restos azuis de Gaia-Enceladus. O estudo de Gallart fornece evidências de que essas duas populações têm idades idênticas, cada uma com pelo menos 10 bilhões de anos. As estrelas vermelhas foram aquecidas a temperaturas extremas e lançadas para fora da Via Láctea durante a fusão e agora residem ao lado das estrelas azuis de Gaia-Enceladus.

Conceito artístico dos escombros da galáxia Gaia-Enceladus. Imagem via Gaia

Conclusão: distâncias precisas das observações da sonda Gaia ajudaram a determinar as idades idênticas das populações de estrelas vermelhas e azuis no halo da Via Láctea. Este resultado sugere que nossa galáxia Via Láctea se fundiu com a galáxia anã Gaia-Enceladus há 10 bilhões de anos.

Fonte: Descobrindo o nascimento da Via Láctea através de idades estelares precisas com Gaia

Fonte: A fusão que levou à formação da Via Láctea - halo estelar interno e disco espesso

Fonte: Disfarçado ou fora de alcance: primeiras pistas sobre estrelas in situ e acumuladas no halo estelar da Via Láctea a partir de Gaia DR2

Via IAC