O coração da Via Láctea abriga estrelas de diferentes gerações e características

Por Danielle Cassita | 09 de Outubro de 2020 às 14h51
NASA/JPL-Caltech/S. Solovy (Spitzer Science Center/Caltech)

O centro da nossa galáxia é cheio de mistérios: o buraco negro supermassivo Sagittarius A* está ali, cercado por uma formação de estrelas conhecida como aglomerado nuclear de estrelas (NSC). Trata-se de uma população densa de estrelas, que conta com aproximadamente 20 milhões delas. Assim, pesquisadores de diversas instituições estudaram o coração da Via Láctea perceberam que existe um aglomerado globular de estrelas antigo, que veio para a nossa galáxia há muito tempo. 

O centro da Via Láctea está “escondido” por tanta poeira que a luz visível acaba bloqueada, de modo que é preciso utilizar instrumentos e telescópios que consigam observar outros comprimentos de onda, como o infravermelho. Assim, com o observatório Very Large Telescope (VLT), em um dos estudos, os pesquisadores analisaram a velocidade, movimento e composição química de 700 estrelas no centro galáctico; a população delas é caracterizada pela forma como elas se movem pelo espaço e pela composição, ou seja, a metalicidade. Então, quanto mais jovem for a estrela, maior será sua metalicidade, já que terá o material de gerações anteriores de estrelas.

O aglomerado estelar globular M80, com estrelas de baixa metalicidade (Imagem: Reprodução/NASA, The Hubble Heritage Team, STScI, AURA)

Eles notaram que, se as estrelas estão se movendo da mesma forma e têm a mesma metalicidade, é bastante possível que elas tenham vindo do mesmo aglomerado estelar e tenham se formado do mesmo material. De fato, a maioria das estrelas da Via Láctea tem a mesma composição, e têm metalicidade maior que o Sol. Entretanto, uma equipe de astrônomos liderada por Tuan Do, da Universidade da Califórnia, analisou as observações e encontrou um grupo composto por 7% das estrelas com metalicidade bem menor, que deveria ter uma mesma origem. Mas o que aconteceu para elas irem para lá e se tornarem parte do mesmo aglomerado estelar?

Uma teoria sugere que estes NSCs poderiam, pelo menos parcialmente, se formar a partir de colisões com aglomerados menores ao longo do tempo, onde seriam agrupados na galáxia maior e ficariam unidos pela gravidade. O problema é que, em algum momento, a força da gravidade da matéria da galáxia reduz a velocidade deles, e acabam saindo de órbita e migram lentamente para o centro galáctico. Este processo ocorre com aglomerados menores e múltiplos que, ao se unirem, podem formar um NSC — e a população recém-descobertas destas estrelas poderia muito bem ser um desses grupos menores.

Em outro estudo, os pesquisadores investigaram a possibilidade com simulações computacionais que incluíram o NSC, o buraco negro e o aglomerado massivo de estrelas com aproximadamente 1 milhão de massas solares. A simulação começou com o aglomerado massivo de estrelas a aproximadamente 160 anos-luz do centro galáctico. Então, conforme o aglomerado menor vai para o centro galáctico, ele vai perdendo coesão e algumas estrelas acabam saindo dele. Ao chegar ao centro, a essa desintegração aumenta tanto que o aglomerado não pode mais ser diferenciado do NSC maior.

Simulação do aglomerado estelar globular no aglomerado de estrelas nucleares da Via Láctea (Imagem: Reprodução/Manuel Arca Sedda et al. (ARI/ZAH)/MPIA)

As simulações mostraram que este grupo já estava no centro da galáxia e fazia parte do NSC há cerca de 3 bilhões de anos, e o grupo poderia ter vindo de uma parte mais distante da Via Láctea ou até de uma galáxia anã. “Nossos resultados indicam que a queda de um aglomerado estelar da própria Via Láctea é provável”, diz Neumayer, um dos autores. Eles testaram a hipótese com comparações do grupo de estrelas e aglomerados globulares mais antigos da nossa galáxia com aqueles que vieram para a Via Láctea por galáxias anãs, e viram que os aglomerados estelares tinham mais em comum com estrelas em aglomerados globulares. “Este é um sinal extra de que o aglomerado de estrelas nuclear central é, pelo menos em partes, o resultado do impacto de aglomerados menores”, conclui Arca Sedda, autor do estudo. 

Essa pesquisa está revelando aos poucos a natureza da Via Láctea: houve um tempo em que a teoria aceita era que galáxias massivas como a nossa vão crescendo ao longo do tempo através de mesclagens e acreções. Então, conforme o tempo passa e a ciência avança, podemos identificar grupos individuais de estrelas e ver como e quando eles entraram para a família.

Os artigos foram publicados nas revistas Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e The Astrophysical Journal Letters, que podem ser acessados aqui e aqui.

Fonte: Universe Today, MPG

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