A missão Gaia de mapeamento de estrelas, da ESA, mostrou que a Via Láctea ainda está a sofrer os efeitos de uma quase colisão que deixou milhões de estrelas a moverem-se como ondas num lago.

O encontro imediato terá provavelmente ocorrido durante os últimos 300 a 900 milhões de anos e foi descoberto devido ao padrão de movimento que provocou nas estrelas no disco da Via Láctea.

Perturbação nas estrelas da Galáxia.
Ilustração da perturbação nas velocidades das estrelas da Via Láctea revelada pela missão Gaia. Crédito: ESA.

O padrão revelou-se porque a Gaia não só mede com precisão as posições de mais de mil milhões de estrelas, mas também as suas velocidades no plano do céu. Para um subconjunto de alguns milhões de estrelas, a missão Gaia forneceu uma estimativa das velocidades tridimensionais, permitindo o estudo do movimento estelar usando a combinação da posição e da velocidade, que se conhece como “espaço de fases”.

No espaço de fases, os movimentos estelares revelaram um padrão interessante e totalmente inesperado, quando as posições das estrelas foram representadas em relação às suas velocidades. Teresa Antoja, da Universidade de Barcelona, que liderou a pesquisa, não conseguiu acreditar quando viu pela primeira vez o padrão no ecrã do computador.

Uma forma em particular atraiu a sua atenção no gráfico. Era um padrão parecido com uma concha de caracol que traçava a altitude das estrelas acima ou abaixo do plano da Galáxia em relação à sua velocidade na mesma direção. Nunca antes tinha sido observado.

“No início, as caraterísticas pareciam-nos muito estranhas,” disse Teresa. “Eu fiquei admirada e pensei que poderia haver um problema com os dados porque as formas eram tão claras.”

Concha de caracol
Padrão em forma de concha de caracol na velocidade das estrelas. Este gráfico mostra a altitude das estrelas na nossa galáxia acima ou abaixo do plano galáctico em relação à sua velocidade na mesma direção, com base na simulação de uma quase colisão que colocou milhões de estrelas a mover-se como ondas num lago. Crédito: T. Antoja et al. 2018.

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Mas, antes de serem lançados, os dados da Gaia foram submetidos a vários testes de validação pelas equipas do Gaia Data Processing and Analysis Consortium em toda a Europa. Além disso, Teresa, juntamente com os seus colaboradores, tinha realizado muitos testes para procurar erros que pudessem forçar essas formas nos dados. No entanto, quaisquer que fossem as verificações, a única conclusão que puderam extrair foi a de que as caraterísticas existiam mesmo.

A razão pela qual não foram observadas antes tem a ver com a qualidade dos dados da Gaia que aumentou imenso. “É como se de repente tivéssemos colocados os óculos certos e passássemos a ver tudo o que não conseguíamos ver antes,” disse Teresa.

Confirmada a realidade da estrutura, chegava a hora de perceber por que estava lá.

“É um pouco como atirar uma pedra a um lago, que faz deslocar a água em ondulações,” explicou Teresa. Mas ao contrário das moléculas de água, que se arranjam novamente, as estrelas guardam a “memória” de que foram perturbadas. Esta memória reflete-se nos seus movimentos. Depois de algum tempo, embora as ondulações possam já não ser facilmente visíveis na distribuição das estrelas, ainda estão presentes quando se observam as suas velocidades.

Os investigadores procuraram estudos anteriores que analisaram esta “mistura de fases” em outros cenários da astrofísica e da física quântica. Embora ninguém tivesse investigado isto a acontecer no disco da nossa galáxia, as estruturas eram claramente reminiscentes.

“É extraordinário que possamos ver esta forma de concha de caracol. É exatamente como surge nos livros,” disse Amina Helmi, da Universidade de Groningen, Holanda, colaboradora do projeto e coautora do artigo sobre este estudo.

E a pergunta seguinte era: o que terá “atingido” a Via Láctea para causar tal comportamento nas estrelas.

Sabemos que a nossa galáxia é canibal. Cresce alimentando-se de galáxias mais pequenas e de enxames de estrelas que se misturam ao resto da Galáxia. Mas não parece ser este o caso.

Amina voltou então aos seus estudos, bem como aos de outros, sobre a galáxia anã de Sagitário. Esta pequena galáxia contém algumas dezenas de milhões de estrelas e está atualmente em vias de ser engolida pela Via Láctea. A sua última passagem nas proximidades da nossa galáxia deu-se suficientemente perto para que a sua gravidade perturbasse algumas estrelas da Via Láctea, tal como uma pedra a cair no lago.

O argumento decisivo é que as estimativas colocam o último encontro de Sagitário com a Via Láctea entre os 200 e os 1000 milhões de anos atrás, que é quase exatamente o que Teresa e a sua equipa determinaram como momento inicial para o padrão semelhante à concha de caracol.

No entanto, até agora, a associação do padrão com a galáxia anã de Sagitário tem por base modelos simples de computador e análise. O próximo passo será investigar o fenómeno de uma forma mais completa para obter conhecimento sobre a Via Láctea.

Os cientistas planeiam investigar este encontro galáctico, bem como a distribuição da matéria na Via Láctea, usando as informações contidas na forma da concha de caracol. Há ainda muito trabalho por fazer.

“A descoberta foi fácil; as interpretações são mais difíceis. E pode levar vários anos até compreendermos plenamente o seu significado e implicações,” disse Amina.

A Gaia é uma das missões fundamentais da ESA e foi sobretudo concebida para investigar a origem, evolução e a estrutura da Via Láctea. Em abril, disponibilizou o seu segundo conjunto de dados, que são os que tornaram possível esta descoberta.

“Este é exatamente o tipo de descoberta que esperávamos obter dos dados da Gaia,” disse Timo Prusti, cientista do projeto Gaia da ESA.

“A Via Láctea tem uma história rica para contar e começámos agora a ler essa história.”

Fonte da notícia: ESA

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