Hubble e Gaia desvendam o mistério de uma fusão nos primeiros anos da Via Láctea

A nossa Galáxia, a Via Láctea, atingiu o seu tamanho atual, em parte, ao absorver galáxias mais pequenas. Agora, novos dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA revelam evidências definitivas de que uma galáxia anã se fundiu com a jovem Via Láctea nas fases mais iniciais da sua evolução. Esta descoberta alarga o nosso conhecimento da história da nossa Galáxia, recuando 1,8 mil milhões de anos no tempo em relação ao que se sabia anteriormente.

A Via Láctea é hoje uma enorme galáxia espiral que abriga centenas de milhares de milhões de estrelas. No entanto, a nossa Galáxia nem sempre foi tão grande; cresceu através da formação de novas estrelas a partir das suas nuvens de gás, bem como da incorporação de estrelas, gás e matéria escura de outras galáxias por meio de fusões.

A fusão massiva mais recente na história da nossa Galáxia ocorreu com a galáxia anã de Sagitário, tendo-se iniciado há mais de 6 mil milhões de anos e continuando até aos dias de hoje. Olhando para um passado ainda mais distante, os investigadores descobriram que a Via Láctea consumiu outra galáxia anã chamada Gaia-Salsicha-Encélado há 10 mil milhões de anos. Esta fusão antiga afetou significativamente a estrutura do disco estelar da nossa Galáxia. Entre estas duas fusões ocorreram outras de menor dimensão.

Mas a história da nossa Galáxia não fica por aí. Tanto as observações como as simulações têm sugerido que outra grande fusão precedeu estas duas, embora os pormenores do evento tenham sido alvo de intenso debate. Agora, o Hubble revelou evidências definitivas de uma fusão anterior que ocorreu há cerca de 11,8 mil milhões de anos, ou seja, apenas 2 mil milhões de anos após o Big Bang.

“A nossa casa é a Via Láctea, mas não sabemos como foi construída”, afirmou Davide Massari, autor principal, do Observatório de Astrofísica e Ciências Espaciais de Bolonha, em Itália. “Neste artigo científico, descobrimos de onde veio o primeiro lote significativo de ‘tijolos’: uma galáxia anã a que chamamos LKH”.

Sítios arqueológicos cósmicos

Imensas observações astronómicas e dados de precisão provenientes de naves espaciais, como a missão Gaia da ESA, têm sido fundamentais para reconstruir a história da nossa Galáxia. Quanto mais os cientistas tentam recuar na história da nossa Galáxia, mais difícil se torna perceber o que aconteceu. Quando a nossa Galáxia era jovem, era mais pequena e muito mais próxima em tamanho das galáxias com as quais colidiu. Era também mais caótica, e é possível que os sinais das fusões tenham sido apagados ao longo de milhares de milhões de anos.

Foi neste passado obscuro que o Hubble se debruçou. Os investigadores utilizaram o Hubble para estudar alguns dos enxames globulares da Via Láctea: coleções imensas, aproximadamente esféricas, de dezenas de milhares a alguns milhões de estrelas. Os enxames globulares contêm algumas das estrelas mais antigas da nossa Galáxia e podem atuar como sítios arqueológicos cósmicos que preservam estrelas de outras galáxias que a Via Láctea absorveu.

“Graças à alta resolução e profundidade das imagens do Hubble, conseguimos medir a idade e o teor de metais destes enxames com uma precisão sem precedentes”, afirmou Chiara Zerbinati, coautora do estudo, da Universidade de Bolonha, em Itália. “Em conjunto com as medições do Gaia, isto permitiu distinguir uma população de enxames globulares que se diferencia dos restantes. Estes são os enxames que nasceram na galáxia LKH e que nos revelam quando essa galáxia foi devorada pela nossa e qual era a sua massa”.

A equipa analisou observações do Hubble de 39 enxames globulares nos 20.000 anos-luz mais próximos da nossa Galáxia, onde deveriam estar preservadas as evidências das fusões mais antigas. Esperavam que esta amostra contivesse enxames globulares que se formaram na jovem Via Láctea, bem como aqueles provenientes da galáxia anã Gaia-Salsicha-Encélado, há cerca de 10 mil milhões de anos.

Recorrendo às observações sensíveis do Hubble para determinar a idade precisa de cada enxame e a metalicidade associada – a abundância de elementos mais pesados que o hélio -, concluíram que existia uma terceira população de enxames globulares nas regiões internas da nossa Galáxia. A equipa descobriu que estes enxames são mais antigos do que o grupo resultante da fusão Gaia-Salsicha-Encélado, mas mais jovens do que aqueles que nasceram na Via Láctea, independentemente do seu teor de metais. Estes enxames, portanto, resultaram de uma fusão separada e ainda mais antiga – na qual a Via Láctea absorveu uma galáxia anã contendo cerca de 500 milhões de vezes a massa do Sol em estrelas, uma fração significativa da massa da nossa Galáxia naquela época.

Chamaram a esta galáxia anã “Low-energy-Kraken-Heracles”, ou LKH, em homenagem a três artigos científicos anteriores que defendiam a ideia de uma fusão no início da história da nossa Galáxia. Uma fusão tão grande, tão cedo na formação da Via Láctea, tem implicações profundas para a evolução da nossa Galáxia.

“Alguns estudos anteriores defenderam que as fases mais precoces da evolução da nossa Galáxia foram definidas por estrelas nascidas apenas na nossa Galáxia”, afirma Davide. “Aqui, demonstrámos que as estrelas nascidas em galáxias exteriores também têm de ser tidas em conta”.

A equipa planeia continuar o seu trabalho para desvendar a história da Via Láctea através do estudo dos seus enxames globulares, com o objetivo de caracterizar todas as fusões massivas por que a nossa Galáxia passou ao longo da história cósmica.

“O Hubble está a observar enxames globulares que nunca foram estudados anteriormente, e isto irá ajudar-nos a caracterizar os eventos de fusão que ocorreram há muito tempo na história da Via Láctea”, afirmou Fernando Aguado-Agelet, coautor, da Universidade de Vigo e da Universidade de La Laguna, em Espanha.

// ESA (comunicado de imprensa)
// ESA/Hubble (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// IAC (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Saiba mais:

Via Láctea:
Wikipedia
SEDS

Gaia-Salsicha-Encélado:
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
STScI
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST
Wikipedia

Gaia:
ESA
Página da ESA para a comunidade científica
Arquivo de dados do Gaia (ESA)
Wikipedia