Revelados os primeiros dias da Via Láctea

Impressão de artista dos primeiros dias da Via Láctea.Crédito: Gabriel Pérez Diaz, SMM (IAC)

O Universo, há 13 mil milhões de anos atrás, era muito diferente do Universo que conhecemos hoje. Sabemos que as estrelas se formavam a um ritmo muito elevado, dando origem às primeiras galáxias anãs, cujas fusões fizeram surgir as galáxias atuais mais massivas, incluindo a nossa. No entanto, não era conhecida a exata cadeia de eventos que produziram a Via Láctea. Até agora.

Medições exatas da posição, brilho e distância de aproximadamente um milhão de estrelas da nossa Galáxia, até 6500 anos-luz do Sol, obtidas com o telescópio espacial Gaia, permitiram que uma equipa do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) revelasse alguns dos seus estágios iniciais. 

"Nós analisámos e comparámos com modelos teóricos a distribuição de cores e magnitudes (brilhos) das estrelas na Via Láctea, dividindo-as em vários componentes; o chamado halo estelar (uma estrutura esférica que envolve galáxias espirais) e o disco espesso (estrelas que se formam no disco da nossa Galáxia, mas que ocupam uma certa gama de alturas)" explica Carme Gallart, investigadora do IAC e a autora principal do artigo científico, publicado na revista Nature Astronomy.

Estudos anteriores haviam descoberto que o halo Galáctico mostrava sinais claros de ser formado por dois componentes estelares distintos, um dominado por estrelas mais azuis do que o outro. O movimento das estrelas no componente azul rapidamente permitiu identificá-lo como os restos de uma galáxia anã (Gaia-Encélado) que colidiu com a Via Láctea primitiva. No entanto, a natureza da população vermelha, e a época da fusão entre Gaia-Encélado e a nossa Galáxia, eram desconhecidas até agora.

"A análise dos dados do Gaia permitiu-nos obter a distribuição de idades das estrelas em ambos os componentes e mostrou que os dois são formados por estrelas igualmente antigas, que são mais antigas do que as do disco espesso," disse Chris Brook, investigador do IAC e coautor do artigo. Mas se ambos os componentes foram formados ao mesmo tempo, o que diferencia um do outro? 

"A peça final do quebra-cabeças foi dada pela quantidade de 'metais' (elementos que não são hidrogénio ou hélio) nas estrelas de um componente ou outro," explicou Tomás Ruiz Lara, investigador do IAC e coautor do artigo. "As estrelas no componente azul têm uma quantidade mais baixa de metais do que as do componente vermelho". Estes achados, com a adição de previsões de simulações que também foram analisadas no artigo, permitiram que os cientistas completassem a história da formação da Via Láctea.

Há 13 mil milhões de anos começaram a formar-se estrelas em dois sistemas estelares diferentes dos que então se fundiram: um era uma galáxia anã que chamamos Gaia-Encélado e o outro era o principal progenitor da nossa Galáxia, quatro vezes mais massivo e com uma maior proporção de metais. Há cerca de 10 mil milhões de anos, houve uma violenta colisão entre o sistema mais massivo e Gaia-Encélado. 

Como resultado, algumas das suas estrelas e de Gaia-Encélado foram colocadas num movimento caótico e, eventualmente, formaram o halo da Via Láctea atual. Depois, tiveram lugar surtos violentos de formação estelar até há 6 mil milhões de anos, quando o gás assentou no disco da Via Láctea e produziu o que conhecemos como o "disco fino".

"Até agora, todas as previsões e observações cosmológicas de galáxias espirais distantes, semelhantes à Via Láctea, indicam que esta fase violenta de fusão entre estruturas mais pequenas era muito frequente," explicou Matteo Monelli, investigador do IAC e coautor do artigo. Agora fomos capazes de identificar a especificidade do processo na nossa própria Galáxia, revelando os primeiros estágios da nossa história cósmica com detalhes sem precedentes.

Fonte: Astronomia OnLine