Uma equipa de investigadores liderada por astrónomos no NOIRLab da NSF descobriu novas e impressionantes evidências de uma migração em massa de estrelas na Galáxia de Andrómeda. Os padrões intricados nos movimentos das estrelas revelam uma história de imigração muito semelhante à da Via Láctea. Os novos resultados foram obtidos com o DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) do Departamento de Energia dos EUA, acoplado ao Telescópio Nicholas U. Mayall de 4 metros situado no Observatório Nacional Kitt Peak, um programa do NOIRLab da NSF.

Ao longo de milhares de milhões de anos, as galáxias crescem e evoluem forjando novas estrelas e fundindo-se com outras galáxias através de eventos apropriadamente denominados "imigração galáctica". Os astrónomos tentam desvendar as histórias destes eventos de imigração estudando os movimentos de estrelas individuais numa galáxia e no seu halo estendido de estrelas e matéria escura. Tal arqueologia cósmica, porém, só era possível na nossa própria Galáxia, a Via Láctea, até agora.

Uma equipa internacional de investigadores descobriu novas e impressionantes evidências de um grande evento de imigração galáctica em Andrómeda, a grande vizinha galáctica mais próxima da Via Láctea. Os novos resultados foram obtidos com o DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) do Departamento de Energia dos EUA, acoplado ao Telescópio Nicholas U. Mayall de 4 metros situado no Observatório Nacional Kitt Peak, um programa do NOIRLab da NSF.

Ao medir os movimentos de quase 7500 estrelas no halo interior da Galáxia de Andrómeda, também conhecida como Messier 31 (M31), a equipa descobriu padrões reveladores das posições e movimentos das estrelas que mostraram como estas estrelas começaram as suas vidas como parte de outra galáxia que se fundiu com M31 há cerca de 2 mil milhões de anos. Embora tais padrões tenham sido previstos há muito tempo pela teoria, nunca tinham vistos com tanta clareza em qualquer galáxia.

"As nossas observações da grande vizinha galáctica mais próxima da Via Láctea, a Galáxia de Andrómeda, revelam evidências de um evento de imigração galáctica com incrível detalhe", explicou Arjun Dey, astrónomo do NOIRLab da NSF e autor principal do artigo científico que apresenta esta investigação. "Embora o céu noturno possa parecer imutável, o Universo é um lugar dinâmico. Galáxias como M31 e a nossa Via Láctea são edificadas a partir dos blocos de construção de muitas galáxias mais pequenas ao longo da história cósmica".

Novas evidências impressionantes de uma imigração em massa de estrelas para a Galáxia de Andrómeda foram descobertas por investigadores liderados por astrónomos no NOIRLab da NSF. A equipa utilizou o DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) do Departamento de Energia dos EUA, acoplado ao Telescópio Nicholas U. Mayall de 4 metros situado no Observatório Nacional Kitt Peak, um programa do NOIRLab da NSF, para revelar estruturas intrincadas nesta galáxia com detalhes e clareza sem precedentes. Cada um dos pontos desta imagem representa uma estrela individual na Galáxia de Andrómeda, com o movimento da estrela (em relação à galáxia) codificado por cores do azul (movendo-se na nossa direção) para o vermelho (afastando-se de nós).
Crédito: KPNO/NOIRLab/AURA/NSF/E. Slawik/D. de Martin/M. Zamani

"Nunca antes tínhamos visto isto tão claramente nos movimentos das estrelas, nem tínhamos visto algumas das estruturas resultantes desta fusão", disse Sergey Koposov, astrofísico da Universidade de Edimburgo e coautor do artigo. "A nossa imagem emergente é que a história da Galáxia de Andrómeda é semelhante à da nossa própria Galáxia, a Via Láctea". Os halos interiores de ambas as galáxias são dominados por um único evento de migração".

Esta investigação lança luz não só sobre a história das nossas vizinhas galácticas, mas também sobre a história da nossa própria Galáxia. A maioria das estrelas no halo da Via Láctea formaram-se noutra galáxia e mais tarde migraram para a nossa numa fusão galáctica há 8-10 mil milhões de anos. O estudo das relíquias de uma fusão galáctica semelhante em M31, mas mais recente, dá aos astrónomos uma janela para um dos maiores eventos do passado da Via Láctea.

Para traçar a história da migração em M31, a equipa recorreu ao DESI. O DESI foi construído para mapear dezenas de milhões de galáxias e quasares no Universo próximo a fim de medir o efeito da energia escura na expansão do Universo. É o espectrógrafo multiobjecto mais poderoso do mundo e é capaz de medir os espectros de mais de 100.000 galáxias por noite. No entanto, as capacidades de classe mundial do DESI também podem ser utilizadas mais perto de casa e o instrumento foi crucial para o levantamento de M31 pela equipa.

"Esta ciência não poderia ter sido feita em qualquer outra instalação no mundo. A incrível eficiência, rendimento e campo de visão do DESI fazem dele o melhor sistema do mundo para realizar um levantamento das estrelas na Galáxia de Andrómeda", disse Dey. "Em apenas algumas horas de tempo de observação, o DESI foi capaz de ultrapassar mais de uma década de espectroscopia com telescópios muito maiores".

Embora o Telescópio Mayall tenha sido construído há mais de 50 anos (abriu os olhos pela primeira vez em 1973), continua a ser uma instalação astronómica de classe mundial graças a contínuas atualizações e instrumentação de última geração. "Cinquenta anos parece muito tempo e ingenuamente pode-se pensar que é a vida natural de uma instalação", disse a coautora Joan R. Najita, também no NOIRLab. "Mas com renovações e reutilizações, um telescópio venerável como o Mayall pode continuar a fazer descobertas espantosas apesar de ser relativamente pequeno por padrões atuais".

A investigação foi realizada em colaboração com dois estudantes de Harvard, Gabriel Maxemin e Joshua Josephy-Zack, que se ligaram ao projeto através do Instituto Radcliffe para Estudos Avançados. Najita foi membro do Radcliffe de 2021 a 2022.

A equipa planeia agora utilizar as capacidades inigualáveis do DESI e do Telescópio Mayall para explorar mais das estrelas periféricas de M31, com o objetivo de revelar a sua estrutura e história de imigração com um detalhe sem precedentes.

"É espantoso que possamos olhar para o céu e ler milhares de milhões de anos da história de outra galáxia, tal como escrito nos movimentos das suas estrelas - cada estrela conta parte da história", concluiu Najita. "As nossas observações iniciais excederam as nossas expetativas mais loucas e esperamos agora realizar um levantamento de todo o halo de M31 com o DESI. Quem sabe que novas descobertas nos esperam!"

// NOIRLab (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)
// Artigo científico (arXiv.org)

Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
27/07/2018 - M31 colidiu com galáxia massiva há 2 mil milhões de anos

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ScienceDaily

Galáxia de Andrómeda (M31):
SEDS
Wikipedia

Telescópio Mayall:
NOIRLab
Wikipedia
DESI (NOIRLab)