Astrônomos criam nova árvore genealógica da Via Láctea: o cataclismo que poderia ter apagado seu passado

Um novo estudo reconstrói a turbulenta juventude da Via Láctea: o disco galáctico já estava em rotação antes do impacto com Gaia-Salsicha-Enceladus, uma fusão que provavelmente foi menos destrutiva do que se esperava.

Representação artística da colisão entre a Via Láctea e a galáxia Gaia-Salsicha-Enceladus, que ocorreu aproximadamente entre 9 e 10 bilhões de anos atrás

No início do Universo, as interações entre galáxias eram bastante frequentes. 

As galáxias estavam sujeitas a colisões de diferentes graus de catástrofe; da mesma forma, a captura de nuvens moleculares gigantes ou galáxias menores por galáxias maiores era um evento comum. Nossa própria galáxia, a Via Láctea, não foi exceção. Até hoje, ela conserva vestígios dessas colisões. Graças ao imenso volume de medições de alta precisão coletadas durante a missão Gaia, um estudo recente possibilitou reconstruir a história da jovem Via Láctea e identificar as "cicatrizes" de colisões antigas. 

Via Láctea em formação, mas que já rotacionava 

No início do Universo, as fusões de galáxias eram mais frequentes porque o universo era mais compacto, denso e rico em gás. Era uma época cosmológica durante a qual as galáxias ainda estavam se formando por meio de fusões sucessivas.

De acordo com o modelo cosmológico Lambda-CDM, pequenos halos de matéria escura gradualmente se agregaram para formar halos cada vez maiores. Dentro dessas estruturas, a formação de galáxias começou, e as galáxias cresceram por meio de colisões, acreção de gás e incorporação de sistemas menores. 

O modelo cosmológico padrão Lambda-CDM descreve o universo como um sistema dominado por dois componentes invisíveis: a energia escura (Λ), responsável pela expansão acelerada, e a matéria escura fria (CDM), que impulsiona a formação de galáxias e aglomerados. Nesse modelo, as estruturas cósmicas crescem hierarquicamente: primeiro, formam-se pequenos halos de matéria escura, seguidos por galáxias cada vez maiores, construídas por meio de fusões e acreção. 

Como apontam os dois autores do estudo, Matthew Orkney e Chervin Laporte, em um artigo publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, nossa galáxia serve como um laboratório único para o estudo dos processos de acreção de galáxias jovens, uma vez que somos capazes de medir a idade, a composição química e os movimentos de estrelas individuais. 

O estudo focou na rotação primordial da galáxia. No âmbito do projeto Auriga, considerando 30 galáxias semelhantes à nossa, foram simuladas as consequências de uma variedade de colisões possíveis, revelando que, enquanto uma fusão radial pode apagar quase completamente os traços cinemáticos de um disco antigo, uma ou mais fusões menores podem aquecê-lo e deformá-lo sem destruí-lo. 

O resultado é surpreendente: apesar das colisões, nosso disco estelar pode ser mais antigo e mais resistente do que se pensava anteriormente. 

Gaia-Sausage-Enceladus foi menos violento do que o esperado 

A Via Láctea primordial ainda carrega os vestígios, ou melhor, as cicatrizes, de uma antiga colisão que culminou em uma fusão. A galáxia anã que colidiu com a nossa há aproximadamente 11 bilhões de anos é chamada de Gaia-Sausage-Enceladus. 

O nome Gaia-Sausage-Enceladus combina vários elementos: Gaia, a missão astrométrica cujos dados permitiram a identificação de estrelas pertencentes à galáxia anã; Salsicha, porque as velocidades da galáxia anã têm uma distribuição em forma de salsicha; e Encélado, em homenagem ao gigante mitológico que foi derrotado e sepultado (dentro da Via Láctea).

Graças às medições das posições e velocidades de milhões de estrelas, possibilitadas pela missão Gaia, os astrônomos conseguiram identificar as estrelas que compõem esta galáxia anã. 

Ao contrário das estrelas "indígenas" — aquelas nativas da Via Láctea —, essas estrelas seguem órbitas altamente alongadas (em forma de salsicha) e constituem um componente significativo do halo galáctico. 

Há aproximadamente 9 a 10 bilhões de anos, nossa galáxia colidiu com a galáxia anã Gaia-Sausage-Enceladus. Evidências desse impacto ainda podem ser observadas hoje na rotação da galáxia.

De acordo com as conclusões deste estudo, o impacto não foi de grande magnitude. As estrelas da nossa galáxia, algumas com até 13,5 bilhões de anos, ainda conservam vestígios significativos do seu movimento rotacional original. 

Se o impacto com Gaia-Sausage-Enceladus tivesse sido verdadeiramente violento, teria apagado todos os vestígios dessa rotação ordenada entre as antigas populações estelares do disco. 

Estima-se que a primeira aproximação da galáxia anã tenha ocorrido há aproximadamente 11 bilhões de anos, enquanto a fusão em si teria se concluído entre 10 e 9 bilhões de anos atrás. 

A explosão de formação estelar oculta em aglomerados globulares 

Evidências que confirmam esse encontro próximo com a galáxia anã Gaia-Sausage-Enceladus podem ser encontradas não apenas em padrões de rotação, mas também em aglomerados globulares: aglomerações esféricas de estrelas unidas pela gravidade.

Esses aglomerados estelares têm uma idade que coincide com a época daquela primeira passagem próxima. Acredita-se que os efeitos gravitacionais exercidos por essa galáxia anã sobre o gás presente no halo da nossa Galáxia desencadearam um episódio de intensa formação estelar, uma "explosão estelar".

Consequentemente, essa fusão primordial não destruiu a Via Láctea; em vez disso, transformou-a: aquecendo uma porção do seu disco, misturando populações estelares de diversas origens e comprimindo o gás para dar origem a novas estrelas e aglomerados.

Meteored Brasil