Nossa galáxia natal, a Via Láctea, cresceu até seu tamanho atual em parte ao consumir galáxias menores. Agora, novos dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA mostram evidências definitivas de uma galáxia anã se fundindo com a jovem galáxia Via Láctea nas fases mais iniciais de sua evolução. Essa descoberta estende nosso conhecimento sobre a história da nossa galáxia 1,8 bilhão de anos mais para trás no tempo do que antes.
Os resultados foram publicados na segunda-feira na revista Nature Astronomy.
A Via Láctea hoje é uma enorme galáxia espiral que abriga centenas de bilhões de estrelas. No entanto, nossa galáxia nem sempre foi tão grande; Ele cresceu formando novas estrelas a partir de suas nuvens de gás, além de coletar 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, começando há mais de 6 bilhões de anos e ainda acontecendo hoje. Olhando para o passado ainda mais distante, pesquisadores descobriram que a galáxia Via Láctea consumiu outra galáxia anã chamada Gaia-Sausage-Enceladus há 10 bilhões de anos. Essa fusão antiga afetou muito a estrutura do disco de estrelas da nossa galáxia. Outras fusões menores ocorreram entre esses dois.
Mas a história da nossa galáxia não para por aí. Tanto observações quanto simulações sugeriram que outra grande fusão precedeu essas duas, embora os detalhes do evento tenham sido amplamente debatidos. Agora, o Hubble descobriu evidências definitivas de uma fusão anterior que ocorreu há cerca de 11,8 bilhões de anos, ou apenas 2 bilhões de anos após o Big Bang.
“Nossa casa é a galáxia Via Láctea, mas não sabemos como nossa casa foi construída”, disse Davide Massari, autor principal do Observatório de Astrofísica e Ciências Espaciais de Bolonha, Itália. “Neste artigo descobrimos de onde veio o primeiro lote significativo de tijolos: uma galáxia anã que chamamos de LKH.”
Sítios arqueológicos cósmicos
Imensos levantamentos astronômicos e dados precisos de espaçonaves como a missão Gaia da ESA (Agência Espacial Europeia) foram fundamentais para reconstruir a história da nossa galáxia. Quanto mais atrás na história da nossa galáxia os cientistas tentam investigar, mais difícil se torna dizer o que aconteceu. Quando nossa galáxia era jovem, ela era menor e muito mais próxima em tamanho das galáxias com as quais colidia. Também era mais caótico, e é possível que os sinais das fusões tenham sido apagados ao longo de bilhões de anos.
Foi nesse passado nebuloso que Hubble olhou. Pesquisadores usaram o Hubble para estudar alguns dos aglomerados globulares da galáxia Via Láctea: coleções imensas, aproximadamente esféricas, de dezenas de milhares a alguns milhões de estrelas. Aglomerados 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 galáxia da Via Láctea coletou.
“Graças à alta resolução e profundidade das imagens do Hubble, pudemos medir a idade e o teor metálico desses aglomerados com precisão sem precedentes”, disse Chiara Zerbinati, coautora do estudo da Universidade de Bolonha, na Itália. “Junto com medições de Gaia, isso tornou possível distinguir uma população de aglomerados globulares diferentes das outras. Esses são os aglomerados que nasceram em LKH, e eles nos dizem quando aquela galáxia foi devorada pela nossa, e o quão massiva ela era.”
A equipe analisou observações do Hubble de 39 aglomerados globulares nos 20.000 anos-luz internos de nossa galáxia, onde evidências das fusões mais antigas devem ser preservadas. Eles esperavam que essa amostra contivesse aglomerados globulares que se formaram dentro da jovem galáxia Via Láctea, assim como aqueles coletados da galáxia anã Gaia-Sausage-Enceladus há cerca de 10 bilhões de anos.
Usando as observações sensíveis do Hubble para determinar a idade precisa de cada aglomerado e a metalicidade associada — a abundância de elementos mais pesados que o hélio — determinaram que havia uma terceira população de aglomerados globulares nas regiões internas da nossa galáxia. A equipe descobriu que esses aglomerados são mais antigos do que o grupo coletado na fusão Gaia-Salsicha-Encélado, mas mais jovens do que os nascidos na Via Láctea, independentemente de seu teor metálico. Esses aglomerados, portanto, vieram de uma fusão separada e ainda mais antiga — na qual a galáxia 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 na época. Eles nomearam essa galáxia anã de Kraken-Héracles de Baixa Energia, ou LKH, em homenagem a três artigos de pesquisa anteriores que defendiam a ideia de uma fusão no início da história da nossa galáxia.
Uma fusão tão grande tão cedo na formação da galáxia Via Láctea tem implicações profundas para a evolução da nossa galáxia.
“Alguns estudos anteriores argumentaram que as fases mais iniciais da evolução da nossa galáxia foram definidas por estrelas nascidas apenas em nossa galáxia”, diz Massari. “Aqui, mostramos que estrelas nascidas em galáxias externas também precisam ser consideradas.”
A equipe planeja continuar seu trabalho para desvendar a história da galáxia Via Láctea estudando seus aglomerados globulares, com o objetivo de caracterizar todas as fusões massivas que nossa galáxia experimentou ao longo da história cósmica.
“O Hubble está observando aglomerados globulares que nunca foram estudados antes, e isso nos ajudará a caracterizar os eventos de fusão que estão muito atrás no tempo na história da galáxia Via Láctea”, disse Fernando Aguado-Agelet, coautor da Universidade de Vigo e da Universidade de La Laguna, na Espanha.
O Telescópio Espacial Hubble está em operação há mais de três décadas e continua fazendo descobertas inovadoras que moldam nossa compreensão fundamental do universo. O Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA, em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio e as operações da missão. A Lockheed Martin Space também apoia operações de missão em Goddard. O Instituto de Ciência do Telescópio Espacial em Baltimore, operado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, conduz as operações científicas do Hubble para a NASA.
