Uma galáxia perdida chamada 'Loki' pode estar escondida dentro da Via Láctea

 A galáxia Via Láctea cresceu até sua forma atual com a ajuda de galáxias menores ao longo do tempo, com as quais ela "consumiu" ou se fundiu. Astrônomos conseguem identificar quais estrelas da Via Láctea vieram de outras galáxias identificando certas características, como as excentricidades de suas órbitas galácticas e quantos elementos mais pesados contêm. As propriedades de algumas das galáxias fundidas podem então ser determinadas quando astrônomos encontram coleções de estrelas com características semelhantes. 

Crédito: Imagem gerada pela equipe editorial usando IA para fins ilustrativos.

Um grupo de astrônomos estudou recentemente uma amostra de 20 estrelas que acreditam terem se formado juntas em uma galáxia anã que chamam de "Loki", que se fundiu com a Via Láctea durante sua evolução inicial. O estudo, publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, mostra que essas estrelas são pobres em metais, mas distintas de outras estrelas pobres em metais encontradas no halo da Via Láctea.

Estrelas pobres em metal como blocos de construção

As primeiras estrelas formadas no universo eram compostas por hidrogênio e hélio. Essas estrelas fundiram hidrogênio e hélio em elementos mais pesados, que então formaram gerações posteriores de estrelas. Essas gerações posteriores então fundiram seus elementos em elementos ainda mais pesados, e assim por diante. Astrônomos se referem a estrelas com quantidades relativamente pequenas de elementos mais pesados, como ferro, como "pobres em metais". Galáxias compostas por essas estrelas atuaram como blocos de construção no universo primitivo.

Parâmetros orbitais. Painéis esquerdos: Posições galactocêntricas atuais, Y vs X (canto superior esquerdo), Z vs X (centro esquerdo) e Z vs Y (canto inferior esquerdo). Crédito: Avisos Mensais da Royal Astronomical Society (2026). DOI: 10.1093/mnras/stag563

"Esses blocos de construção se fundiram em épocas iniciais, dispersando seu conteúdo estelar, gasoso e de matéria escura na protogaláxia em formação. Portanto, as estrelas com menos metais provenientes da assembleia galáctica inicial supostamente povoam as regiões internas da Via Láctea, enquanto aquelas que se acrescentam depois podem se dispersar no halo externo", explicam os autores do estudo. 

Pesquisas de estrelas na Via Láctea encontraram estrelas muito pobres em metais, mas a maioria está no halo, não no plano galáctico. Algumas evidências sugerem que estrelas planas retrógradas só podem se originar da montagem inicial da Via Láctea, enquanto estrelas em órbita prograda foram adicionadas por sistemas acretidos posteriores.

Uma galáxia anã escondida no plano galáctico

O novo estudo investigou propriedades químicas de um grupo de 20 estrelas pobres em metais do plano galáctico da Via Láctea. O grupo incluía estrelas prograde e retrógradas, todas com excentricidades bastante altas. As abundâncias químicas das estrelas foram comparadas às de estrelas halo, galáxias anãs e populações simuladas. 

A equipe descobriu que assinaturas químicas do grupo indicavam enriquecimento de supernovas de alta energia, hipernovas, estrelas massivas de rotação rápida e fusões de estrelas de nêutrons, mas não houve explosões de anãs brancas. Isso significava que a origem dessas estrelas provavelmente era uma galáxia anã energética e de curta duração. Essas assinaturas químicas eram semelhantes tanto em estrelas prograde quanto retrógradas, sugerindo origens semelhantes.

Os autores do estudo dizem que seus resultados indicam que essas estrelas vieram de uma origem distinta, em comparação com estrelas pobres em metais no halo. Eles escrevem: "Esses alvos, com exceção de uma estrela, apresentam uma dispersão mais estreita no [X/Fe] do que a do halo e do abaulamento no mesmo [Fe/H]. As dispersões [X/Fe] de nossos alvos são muito semelhantes às de um sistema fechado, e menores do que no caso de dois sítios de formação com enriquecimento químico diferente."

Órbitas retrógradas e progradas de um único sistema?

Os astrônomos levantaram a questão de saber se estrelas com órbitas progradas poderiam ter vindo de um sistema diferente daquelas com órbitas retrógradas. Mas eles não acham que seja esse o caso. Eles dizem que a massa da estrela e do material gasoso relevante em seus modelos reflete a de um único sistema, em vez disso, em particular, a massa de uma galáxia anã.

"Alternativamente, se nossa amostra se originou em um par de sistemas, o caso mais simples seria um para as estrelas progradas e outro para as estrelas retrógradas. O par de sistemas compartilharia uma história química e evolução muito semelhantes, se não idênticas, como sugerido pelo pequeno MAD e pelo modelo GCE. A massa total de bariônica seria o dobro do caso do cenário de sistema único."

Os autores observam que a amostra deste estudo era pequena, mas futuras pesquisas espectroscópicas maiores e homogêneas, como WEAVE e 4MOST, ajudarão a esclarecer as origens de estrelas planares pobres em metais.

Phys.org