O vizinho galáctico foi flagrado fortemente perturbado e em expansão.

Novas medições do movimento estelar revelam que a Pequena Nuvem de Magalhães está se expandindo e fora do equilíbrio devido às interações com a Grande Nuvem de Magalhães. Um novo estudo apresenta o mapa mais detalhado já obtido dos movimentos estelares, revelando evidências claras de que a galáxia anã próxima está sendo esticada e deformada, inclusive em sua região central, pelas interações gravitacionais de sua vizinha maior.

A Pequena Nuvem de Magalhães observada com o telescópio VISTA. As setas mostram o movimento das estrelas afastando-se do centro da galáxia, revelando um padrão de expansão em grande escala. A escala de cores indica as velocidades das estrelas. Crédito: ESO/VMC do VISTA/ AIP/ S. Vijayasree

Utilizando mais de uma década de observações do levantamento VISTA das Nuvens de Magalhães (VMC), pesquisadores mediram os movimentos de milhões de estrelas na Pequena Nuvem de Magalhães com uma precisão sem precedentes. O novo estudo, publicado na revista Astronomy & Astrophysics, fornece evidências diretas de uma perturbação de maré em escala galáctica na Pequena Nuvem de Magalhães, resultante de sua interação com a Grande Nuvem de Magalhães. Em vez de apresentarem a rotação coerente típica de galáxias estáveis, as estrelas na Pequena Nuvem de Magalhães exibem um movimento de grande escala para fora, indicando que o sistema está dinamicamente perturbado mesmo em suas regiões internas.

“Os resultados revelam uma expansão de maré em larga escala por toda a galáxia da Pequena Nuvem de Magalhães e desafiam antigas suposições de que a Pequena Nuvem de Magalhães se comporta como um disco giratório”, afirma Sreepriya Vijayasree, doutoranda do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP). “O estudo mostra que os movimentos internos das estrelas na Pequena Nuvem de Magalhães são dominados não por uma rotação ordenada, mas por perturbações gravitacionais causadas por encontros repetidos com a Grande Nuvem de Magalhães ao longo de bilhões de anos.”

A Pequena Nuvem de Magalhães é uma das galáxias vizinhas mais próximas da Via Láctea, localizada a cerca de 200.000 anos-luz da Terra. Juntamente com a Grande Nuvem de Magalhães, forma um par de galáxias satélites interagindo, visíveis do Hemisfério Sul. Devido à sua proximidade, as Nuvens de Magalhães oferecem aos astrônomos uma oportunidade única para estudar como as galáxias evoluem sob a influência da gravidade.

Ao longo do tempo, as interações entre as duas galáxias distorceram suas formas, desencadearam surtos de formação estelar e atraíram fluxos de gás e estrelas para o espaço intergaláctico. Os movimentos das estrelas preservam um registro dessas interações. Ao rastrear como as estrelas se movem pelo céu — conhecido como "movimentos próprios" — os astrônomos podem reconstruir a história dinâmica da galáxia.

“O novo estudo utilizou observações do levantamento VMC, um extenso programa de imagens no infravermelho próximo realizado com o telescópio VISTA no Observatório Paranal do Observatório Europeu do Sul, no Chile”, explica a pesquisadora do AIP e investigadora principal do levantamento, Prof.ª Dr.ª Maria-Rosa Cioni. “O levantamento VMC foi concebido para mapear as Nuvens de Magalhães com detalhes sem precedentes na luz infravermelha, permitindo aos astrônomos observar através da poeira e estudar populações estelares que abrangem uma ampla gama de idades.

Animação das setas que mostram o movimento das estrelas na Pequena Nuvem de Magalhães e, consequentemente, a sua expansão. Crédito: ESO/VMC do VISTA/ AIP/ S. Vijayasree

A versão mais recente dos dados do VMC estende a linha de base temporal das observações para até 11 anos, possibilitando medições muito mais precisas dos movimentos estelares do que estudos anteriores.” O Dr. Florian Niederhofer, coautor do estudo e pesquisador de pós-doutorado no AIP, acrescenta:

“Quando vi os resultados pela primeira vez, fiquei realmente impressionado com a qualidade dos movimentos estelares medidos. Ao combinar observações feitas ao longo de um período de mais de uma década, conseguimos mapear a cinemática interna da Pequena Nuvem de Magalhães com um nível de detalhe excepcional para observações feitas da Terra.”

Ao analisar essa linha de base de longo prazo, a equipe alcançou uma melhoria de três vezes na precisão do movimento próprio em comparação com as medições anteriores baseadas no VMC (Velutive Cloud Mapper). Os mapas de movimento resultantes revelam que as estrelas na Pequena Nuvem de Magalhães estão se movendo para fora ao longo de um eixo sudeste-noroeste — uma assinatura consistente com o estiramento de maré causado pela atração gravitacional da Grande Nuvem de Magalhães.

A equipe descobriu que as estrelas na Pequena Nuvem de Magalhães estão se movendo para fora com uma velocidade média de cerca de 17 quilômetros por segundo. Nessa taxa, as estrelas podem ser deslocadas por vários milhares de anos-luz ao longo de algumas centenas de milhões de anos, o suficiente para distorcer significativamente a estrutura da galáxia.

Notavelmente, a expansão é visível não apenas na periferia da galáxia, mas também em suas regiões centrais. Os pesquisadores não encontraram evidências de movimento rotacional coerente após a devida consideração dos efeitos de maré. Em vez disso, os movimentos estelares observados são predominantemente radiais, indicando que a Pequena Nuvem de Magalhães se encontra em um estado dinâmico fortemente perturbado.

As descobertas sugerem que os modelos de disco rotativo comumente usados ​​simplificam demais a verdadeira complexidade da dinâmica interna da galáxia. De acordo com o estudo, tais modelos podem interpretar erroneamente os movimentos de maré como rotação. O estudo também revelou um movimento estelar distinto em direção ao norte, observado apenas entre estrelas gigantes vermelhas mais antigas. 

Essa característica pode preservar a marca de uma interação ocorrida há mais de dois bilhões de anos. Estrelas mais jovens e de idade intermediária respondem de maneira diferente às forças de maré, apresentando movimentos externos mais fortes e coerentes. Esse comportamento dependente da população estelar indica que as populações estelares da Pequena Nuvem de Magalhães retêm a memória de diferentes estágios da história de interação da galáxia.

Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam