Como as missões Webb e Gaia fornecem uma nova perspectiva sobre a formação de galáxias

Num avanço na arqueologia galáctica, os astrónomos estão a utilizar informações mais detalhadas para traçar a origem da nossa galáxia e para aprender como outras galáxias se formaram nas fases iniciais do Universo. Usando poderosos telescópios espaciais como Gaia e James Webb, os astrônomos podem voltar no tempo e vislumbrar algumas das estrelas e galáxias mais antigas. Entre os dados de Gaia sobre as posições e movimentos das estrelas na nossa Via Láctea e as observações de Webb sobre as primeiras galáxias que se formaram quando o Universo ainda era jovem, os astrónomos estão a aprender como as galáxias se juntam e a fazer descobertas surpreendentes que sugerem que o Universo primitivo era muito mais povoado e brilhante do que qualquer um havia imaginado.

As peças mais antigas da Via Láctea

Num artigo recente, investigadores que utilizaram o telescópio espacial Gaia determinaram Dois fluxos de estrelaschamados Shakti e Shiva, têm cada um uma massa total de cerca de 10 milhões de sóis e pensa-se que se fundiram na Via Láctea há cerca de 12 mil milhões de anos.

Estas correntes já existiam antes mesmo de a Via Láctea ter características como um disco ou braços espirais, e os investigadores acreditam que podem ser alguns dos blocos de construção mais antigos da galáxia à medida que esta evoluiu.

“O que é interessante é que somos capazes de detectar essas estruturas desde tempos tão antigos”, disse o pesquisador principal Khayati Malhan, do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA). força gravitacional, e essencialmente formou a proto-Via Láctea.

Isto aconteceu quando o Universo ainda era jovem, com as primeiras galáxias a formarem-se há apenas cerca de 13 mil milhões de anos. Quando estes grupos de estrelas se juntaram para formar o que seria a Via Láctea, houve um debate sobre se o grupo ao qual se juntaram poderia ser chamado de galáxia. Embora exista um amplo requisito gravitacional para que uma determinada massa de estrelas se mantenha unida, não existe uma definição precisa de quando um aglomerado de estrelas pode ser chamado de início de uma galáxia.

“Quando uma cidade é uma cidade?” disse o co-autor Hans-Walter Rex, também do MPIA. “É por isso que não existe uma época em que a galáxia se formou. Foi um processo contínuo.”

A Via Láctea como caso de teste

Com tanto para saber sobre a formação de galáxias, faz sentido começar com a nossa própria Via Láctea como um caso de teste. A Via Láctea é uma “galáxia muito comum”, disse Rex. Quando comparado com o resto do universo, “metade das estrelas vive em galáxias maiores e metade das estrelas vive em galáxias menores”.

O que torna a Via Láctea útil é que temos acesso único a ela, proporcionando a capacidade de ver estrelas individuais dentro dela. Isto significa que os investigadores podem identificar grandes aglomerados de estrelas que parecem ter-se originado com idades e níveis semelhantes de elementos mais pesados. Observar cada um desses aglomerados permite traçar como a galáxia é formada.

Existem duas maneiras principais pelas quais as estrelas entram nas galáxias. No primeiro, existem grandes nuvens de gás dispersas dentro de uma galáxia existente, e esse gás se condensa para que estrelas se formem dentro delas. Alternativamente, as estrelas que se formam numa galáxia satélite podem ser atraídas para a galáxia mãe.

Hoje, vemos principalmente estrelas se formando dentro de nuvens de gás, com cerca de 90% das estrelas que vemos hoje se formando dessa forma. Mas no Universo primitivo, a opção de acumulação de satélites era muito mais importante, já que se pensa que a maioria das estrelas deste período se formaram em aglomerados que foram então atraídos para a nascente Via Láctea.

Para compreender a história da Via Láctea, os astrónomos precisam de rastrear a origem destes aglomerados de estrelas e descobrir o que os atraiu para a galáxia que conhecemos hoje. “Um dos grandes objetivos é podermos reconstruir juntos os primeiros eventos de acréscimo dessas peças?”

Usando dados do Gaia, os investigadores conseguiram selecionar grupos de estrelas com órbitas semelhantes localizadas em direção ao centro da galáxia. Ele está localizado aproximadamente a meio caminho entre a Terra e o centro da galáxia e existe na forma de um toro de paredes espessas que gira em torno do centro da galáxia.

Os investigadores suspeitam que os dois fluxos de estrelas que descobriram eram algumas das porções finais da Via Láctea que foram absorvidas durante a fase de acreção do satélite, após a qual a formação estelar dentro da galáxia se tornou o principal impulsionador da adesão de estrelas à galáxia. “Parece que Shakti e Shiva podem ter sido o último passo naquele estágio inicial, quando eram principalmente pedaços se juntando”, disse Rex.