Novos dados do Telescópio Espacial Hubble, da NASA, revelaram evidências definitivas de que uma galáxia anã colidiu e se fundiu com a Via Láctea quando nossa galáxia ainda estava em seus primeiros estágios de evolução.
O encontro aconteceu há cerca de 11,8 bilhões de anos, aproximadamente dois bilhões de anos após o Big Bang. A descoberta recua em 1,8 bilhão de anos o conhecimento sobre a história de grandes fusões que contribuíram para a formação da Via Láctea.
A Via Láctea é atualmente uma enorme galáxia espiral, com centenas de bilhões de estrelas. Ela, porém, nem sempre teve esse tamanho. Nossa galáxia cresceu tanto por meio da formação de novas estrelas a partir de nuvens de gás quanto pela incorporação de estrelas, gás e matéria escura de outras galáxias durante processos de fusão.
A fusão mais recente de grande porte na história da Via Láctea ocorreu com a galáxia anã de Sagitário. O processo começou há mais de seis bilhões de anos e continua até hoje.
Ao investigar períodos ainda mais antigos, os pesquisadores já haviam descoberto que a Via Láctea absorveu outra galáxia anã, conhecida como Gaia-Sausage-Enceladus, há cerca de dez bilhões de anos. Essa fusão antiga teve grande impacto sobre a estrutura do disco de estrelas da nossa galáxia.
Outras fusões menores ocorreram entre esses eventos. Observações e simulações, porém, indicavam que uma outra grande fusão havia acontecido antes das duas, embora os detalhes desse episódio fossem motivo de intenso debate entre os pesquisadores. Agora, o Hubble encontrou evidências definitivas dessa fusão anterior.
Uma galáxia chamada LKH
- A galáxia que se fundiu com a Via Láctea recebeu o nome de Low-energy-Kraken-Heracles (LKH);
- Segundo os pesquisadores, ela continha cerca de 500 milhões de vezes a massa do Sol em estrelas, quantidade significativa em comparação com a massa que a Via Láctea possuía naquela época;
- “Nosso lar é a galáxia Via Láctea, mas não sabemos como nossa casa foi construída”, afirmou Davide Massari, principal autor do estudo, do Observatório de Astrofísica e Ciências Espaciais de Bolonha (Itália);
- “Neste trabalho, descobrimos de onde veio o primeiro lote significativo de tijolos: uma galáxia anã que chamamos de LKH”, acrescentou;
- Para reconstruir essa parte remota da história da Via Láctea, os pesquisadores utilizaram observações do Hubble de aglomerados globulares, enormes estruturas aproximadamente esféricas que reúnem de dezenas de milhares a alguns milhões de estrelas;
- Esses aglomerados contêm algumas das estrelas mais antigas da Via Láctea e funcionam como uma espécie de sítio arqueológico cósmico. Eles podem preservar evidências de estrelas originadas em outras galáxias que foram posteriormente incorporadas pela Via Láctea.
Grandes levantamentos astronômicos e dados de alta precisão obtidos por missões espaciais, como a Gaia, da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês), também foram fundamentais para reconstruir a história da nossa galáxia.
Quanto mais distante no passado os cientistas tentam investigar, mais difícil se torna determinar exatamente o que aconteceu. Quando a Via Láctea era jovem, ela era menor e tinha dimensões mais próximas das galáxias com as quais colidia. Foi justamente nesse passado pouco conhecido que o Hubble conseguiu investigar.
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Aglomerados guardam pistas do passado
A equipe analisou observações do Hubble de 39 aglomerados globulares localizados nos 20 mil anos-luz mais internos da Via Láctea. É nessa região que os vestígios das fusões mais antigas da nossa galáxia deveriam estar preservados.
Os pesquisadores esperavam encontrar nesse conjunto tanto aglomerados formados dentro da própria Via Láctea jovem quanto estruturas incorporadas durante a fusão com a Gaia-Sausage-Enceladus, cerca de dez bilhões de anos atrás.
Com as observações sensíveis do Hubble, os cientistas determinaram a idade e a metalicidade de cada aglomerado com grande precisão. Em astronomia, o termo se refere à abundância de elementos mais pesados que o hélio.
Ao combinar essas informações com medições da missão Gaia, a equipe conseguiu identificar uma terceira população de aglomerados globulares nas regiões internas da Via Láctea.
“Graças à alta resolução e à profundidade das imagens do Hubble, conseguimos medir a idade e o conteúdo de metais desses aglomerados com uma precisão sem precedentes”, afirmou Chiara Zerbinati, coautora do estudo e pesquisadora da Universidade de Bolonha.
“Combinado às medições da Gaia, isso tornou possível distinguir uma população de aglomerados globulares diferente das demais. Esses são os aglomerados que nasceram na LKH e nos dizem quando essa galáxia foi devorada pela nossa e qual era sua massa”, explicou.
Os aglomerados identificados eram mais antigos do que aqueles incorporados pela fusão com a Gaia-Sausage-Enceladus, mas mais jovens do que os aglomerados que nasceram dentro da própria Via Láctea.
A idade e a composição química indicam, portanto, que eles vieram de uma fusão diferente e ainda mais antiga. Foi nesse evento que a Via Láctea absorveu a galáxia anã LKH.
Uma fusão que mudou a história da Via Láctea
A descoberta de uma fusão tão grande em uma fase tão inicial da formação da Via Láctea tem implicações importantes para a compreensão da evolução da nossa galáxia. Alguns estudos anteriores defendiam que os primeiros estágios da evolução da Via Láctea eram dominados exclusivamente por estrelas que nasceram dentro da própria galáxia.
“Alguns estudos anteriores argumentaram que as primeiras fases da evolução da nossa galáxia eram definidas apenas por estrelas nascidas dentro dela”, disse Massari. “Aqui, mostramos que estrelas nascidas em galáxias externas também precisam ser consideradas.”
A equipe pretende continuar investigando os aglomerados globulares da Via Láctea para reconstruir sua história e identificar todas as grandes fusões que ocorreram ao longo da evolução da galáxia.
“O Hubble está observando aglomerados globulares que nunca foram estudados antes, e isso nos ajudará a caracterizar os eventos de fusão que ocorreram em períodos muito antigos da história da Via Láctea”, afirmou Fernando Aguado-Agelet, coautor do estudo e pesquisador da Universidade de Vigo e da Universidade de La Laguna (Espanha).
Os resultados foram publicados nesta segunda-feira (17) na revista Nature Astronomy.
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