EVIDÊNCIA DE COLISÃO LATERAL COM GALÁXIA ANÃ DESCOBERTA NA VIA LÁCTEA 23 de outubro de 2020
Estrelas identificadas na investigação formaram "estruturas em forma de concha" no rescaldo de uma fusão radial que ocorreu há 3 mil milhões de anos.
Crédito: Instituto Politécnico Rensselaer
Há quase 3 mil milhões de anos, uma galáxia anã mergulhou no centro da Via Láctea e foi dilacerada pelas forças gravitacionais da colisão. Os astrofísicos anunciaram que a fusão produziu uma série de formações estelares reveladoras, em forma de concha, na vizinhança da constelação de Virgem, as primeiras "estruturas de concha" a serem encontradas na Via Láctea. A descoberta fornece mais evidências do antigo evento e novas explicações possíveis para outros fenómenos na Galáxia.
Os astrónomos identificaram uma densidade invulgarmente alta de estrelas chamada Superdensidade de Virgem há cerca de duas décadas. Os levantamentos estelares revelaram que algumas destas estrelas estão a mover-se na nossa direção, enquanto outras estão a afastar-se, o que também é invulgar, pois um enxame de estrelas normalmente viaja em conjunto. Com base em dados emergentes, os astrofísicos do Instituto Politécnico Rensselaer propuseram em 2019 que a densidade excessiva era o resultado de uma fusão radial, a versão estelar de uma colisão entre dois carros na perpendicular.
"Quando a 'montámos', foi um momento 'aha'," disse Heidi Jo Newberg, professora de física, física aplicada e astronomia e coautora do artigo publicado na revista The Astrophysical Journal sobre a descoberta. "Este grupo de estrelas tinha um monte de velocidades diferentes, o que era muito estranho. Mas agora que vemos o seu movimento como um todo, compreendemos porque é que as velocidades são diferentes e porque estão a mover-se da maneira que se movem."
As recém-anunciadas estruturas em forma de concha são planos curvos de estrelas, como guarda-chuvas, deixados para trás quando a galáxia anã foi dilacerada, literalmente saltando para cima e para baixo através do centro da Galáxia à medida que era incorporada na Via Láctea, um evento que os investigadores chamaram de "Fusão Radial de Virgem". De cada vez que as estrelas da galáxia anã passavam rapidamente pelo Centro Galáctico, diminuíam de velocidade conforme eram puxadas pela gravidade da Via Láctea até que paravam no ponto mais distante e, em seguida, viravam para chocar novamente contra o centro, criando outra estrutura em forma de concha. As simulações que correspondem aos dados observados podem ser usadas para calcular quantos ciclos a galáxia anã suportou e, portanto, quando a colisão original ocorreu.
O novo artigo identifica duas estruturas em forma de concha na Superdensidade de Virgem e duas na região da Nuvem de Hércules-Águia, com base em dados do SDSS (Sloan Digitized Sky Survey), do telescópio espacial Gaia da ESA e do telescópio LAMOST na China. A modelagem computacional das conchas e do movimento das estrelas indica que a galáxia anã passou pela primeira vez pelo Centro Galáctico da Via Láctea há 2,7 mil milhões de anos.
Newberg é especialista no halo da Via Láctea, uma nuvem esférica de estrelas que rodeia os braços espirais do disco central. A maioria, senão todas, dessas estrelas parecem ser "imigrantes", estrelas que se formaram noutras galáxias mais pequenas que mais tarde foram puxadas para a Via Láctea. À medida que as galáxias mais pequenas se aglutinam com a Via Láctea, as suas estrelas são puxadas pelas chamadas "forças de maré", o mesmo tipo de forças diferenciais que fazem as marés na Terra, e eventualmente formam um longo cordão de estrelas que se movem em uníssono dentro do halo. Estas fusões de maré são bastante comuns e formaram grande parte da investigação de Newberg ao longo das últimas duas décadas.
As mais violentas "fusões radiais" são consideradas bem menos comuns. Thomas Donlon II, estudante de Rensselaer e autor principal do artigo, disse que inicialmente não estavam à procura de evidências de tal evento.
"Existem outras galáxias, tipicamente galáxias mais esféricas, que têm uma estrutura de concha muito pronunciada, de modo que sabemos que estas coisas acontecem, mas estudámos a Via Láctea e não vimos conchas gigantescas realmente óbvias," disse Donlon, que foi também o autor principal de um artigo de 2019 que propôs a Fusão Radial de Virgem. À medida que modelavam o movimento da Superdensidade de Virgem, começaram a considerar uma fusão radial. "E então percebemos que é o mesmo tipo de fusão que provoca estas grandes conchas. Só parece diferente porque, para começar, estamos dentro da Via Láctea, de modo que temos uma perspetiva diferente, e esta também é uma galáxia de disco e não temos tantos exemplos de estruturas em forma de concha em galáxias de disco."
O achado tem potenciais implicações para uma série de outros fenómenos estelares, incluindo a Salsicha Gaia, uma formação estelar que se pensa ter resultado da fusão de uma galáxia anã há 8-11 mil milhões de anos. Trabalhos anteriores apoiaram a ideia de que a Fusão Radial de Virgem e a Salsicha Gaia resultaram do mesmo evento; a estimativa da idade da Fusão Radial de Virgem, muito mais jovem, significa que ou os dois são eventos diferentes ou que a Salsicha Gaia é muito mais jovem e não pode ter provocado a criação do disco espesso da Via Láctea, como afirmado anteriormente. Um padrão espiral recém-descoberto em dados de posição e velocidade de estrelas próximas do Sol, às vezes chamado Caracol Gaia, e um evento proposto chamado Splash, também podem estar associados à Fusão Radial de Virgem.
"Existem muitos potenciais vínculos a esta descoberta," disse Newberg. "A Fusão Radial de Virgem abre a porta a uma maior compreensão de outros fenómenos que vemos e não entendemos totalmente, e que podem muito bem ter sido afetados por algo que caiu através do meio da Galáxia há menos de 3 mil milhões de anos."
