Uma equipa internacional, liderada por um investigador pré-doutoral do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias), descobriu com grande precisão como é que o disco da Via Láctea se tornou achatado. Utilizando dados do satélite Gaia e graças às idades precisas determinadas pelo projeto ChronoGal, os investigadores identificaram duas fases: um adelgaçamento muito rápido que terminou há cerca de 10,8 mil milhões de anos e um processo muito mais lento que se prolonga até aos dias de hoje. O estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

A maioria das estrelas da Via Láctea está distribuída por dois discos: um fino e jovem e outro mais espesso e mais antigo. A maneira como se formaram tem sido um dos principais problemas da astrofísica galáctica. Até agora, as observações eram compatíveis com duas explicações. Na primeira, as estrelas nascem sempre num disco fino e, com o tempo, os encontros com nuvens de gás, braços espirais ou a barra galáctica "agitam-nas" e afastam-nas do plano. Na segunda, as estrelas formam-se em distribuições cada vez mais finas porque o gás a partir do qual se formam assenta gradualmente. Distinguir entre as duas exigia conhecer com precisão as idades das estrelas, algo muito difícil de conseguir, especialmente no caso das mais antigas.

O estudo, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters, mostra que, quanto mais jovens são as estrelas, mais próximas estão do plano, mas não a um ritmo constante. Verifica-se um ponto de viragem há cerca de 10,8 mil milhões de anos. Antes disso, o disco achatou-se muito rapidamente; em apenas 2000 milhões de anos, a sua espessura passou de mais de 4100 anos-luz (1,26 kpc) para cerca de 1600 anos-luz (0,5 kpc). Posteriormente, o adelgaçamento foi muito gradual, até que o disco atingiu uma espessura de cerca de 400 anos-luz (0,1 kpc) para as estrelas recém-formadas.

Se as estrelas tivessem nascido sempre num disco fino e se tivessem afastado gradualmente do plano, o disco ter-se-ia tornado mais espesso de forma lenta e contínua. Os dados revelam algo diferente. Uma mudança tão rápida não pode ser explicada por um processo lento e gradual, e muito menos numa galáxia jovem que colidia frequentemente com outras galáxias. Em vez disso, encaixa no modelo conhecido como "de cabeça para baixo": o disco não se forma fino, mas sim espesso, porque o gás a partir do qual as estrelas se formam é altamente turbulento, e torna-se mais fino à medida que esse gás se acalma e se estabiliza. Segundo os autores, o disco espesso formou-se durante essa fase inicial turbulenta e o disco fino formou-se mais tarde, durante uma fase muito mais calma.

"Este resultado resolve um problema clássico da astrofísica", afirma David Mirabal, investigador pré-doutoral no IAC e na ULL (Universidade de La Laguna) e autor principal do estudo. "Nas simulações, ambos os modelos de formação de discos eram possíveis, mas faltavam evidências observacionais para determinar qual deles ocorreu na Via Láctea. Esta é a primeira evidência observacional clara que favorece um dos dois modelos para a fase inicial da Galáxia. E isso foi possível graças à elevada precisão que alcançámos para as idades mais antigas", salienta.

Esta descoberta foi possibilitada pelo Gaia, da ESA, que mediu a posição, o movimento e o brilho de mais de mil milhões de estrelas, e pelo projeto ChronoGal, financiado pelo Conselho Europeu de Investigação e liderado pelo IAC. O ChronoGal fornece idades com uma precisão superior a 5 por cento - uma margem de erro de cerca de 500 milhões de anos, mesmo para as estrelas mais antigas - algo que tem sido muito difícil de alcançar até agora. A análise recorreu aos recursos de computação de alto desempenho do IAC.

// IAC (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

Via Láctea:
Wikipedia
SEDS

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