Via Láctea ainda guarda pistas de colisão ocorrida há 10 bilhões de anos

Para investigar os detalhes da fusão ocorrida entre a Via Láctea e a galáxia Gaia-Enceladus, além do período em que este processo ocorreu e quanto tempo demorou, uma equipe de astrônomos produziu uma série de simulações. Os resultados podem indicar não somente os detalhes da fusão ocorrida no passado, como também os detalhes da estrutura observada na Via Láctea hoje.

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Para isso, eles trabalharam com dados do levantamento H3 Stellar Spectroscopic Survey, que utilizou o telescópio MMT, no Arizona, para mapear as posições e velocidades de até 300 mil estrelas no disco e halo da Via Láctea. A ideia aqui era descobrir as dinâmicas envolvidas nestas estrelas, já que as medidas do movimento delas revelam características do passado e de como foram afetadas pela colisão.

Depois, os cientistas trabalharam com simulações de corpo n, ou seja, modelaram a galáxia como um grupo de pontos auto-gravitacionais, que simulam estrelas, matéria escura e suas respectivas estruturas. Nas simulações, eles podiam variar a massa de cada galáxia envolvida na fusão, a direção em que Gaia-Enceladus veio para a Via Láctea e mais. No fim, chegaram a uma simulação que correspondia melhor aos dados do H3.

Basicamente, este cenário envolve uma galáxia com estrelas que, juntas, somavam massa equivalente a 500 milhões a do Sol, e 200 bilhões de massas solares no total, incluindo a matéria escura — para comparação, a Via Láctea tem 700 bilhões de massas solares, ou seja, é três vezes mais massiva que a invasora. As simulações sugerem que a galáxia Gaia-Enceladus veio de uma direção em que atingiu a Via Láctea em um movimento oposto àquele da rotação do disco da nossa galáxia.

Depois, a galáxia atravessou o centro da Via Láctea, começou a ser rompida e caiu novamente nela; o fluxo das estrelas da antiga galáxia seguiram para dentro e longe do centro da Via Láctea. Enquanto isso, as estrelas que sobraram de Gaia-Enceladus orbitam nossa galáxia “de trás para frente”, e aquelas da parte mais externa do disco da galáxia foram “arrancadas” pela forte gravidade da Via Láctea; este processo afetou o halo interno da nossa galáxia.

Outro resultado interessante mostrado pelas simulações envolve dois locais de alta densidade na Via Láctea. De acordo com os pesquisadores, a nuvem Hercules-Áquila e Superdensidade de Virgem representam as regiões em que as estrelas de Gaia-Enceladus se acumularam ao longo das duas passagens pela Via Láctea. Com as simulações, os autores descobriram que a colisão parece ter começado há cerca de 10 bilhões de anos e durou 2 bilhões de anos.

Por fim, eles concluíram que a fusão entre as duas parece ter alimentado 20% da matéria escura presente no halo da Via Láctea e 50% das estrelas presentes nela. Se estiverem corretos, os autores esperam ver duas reduções súbitas na densidade estelar no halo a 50 mil e 100 mil anos-luz do centro da Via Láctea, em função da perturbação gravitacional de Gaia-Enceladus. Estas previsões são de difícil observação no momento, mas estudos mais profundos destas estrelas devem ajudar a mostrar se estão certas.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: The Astrophysical Journal; Via: Bad Astronomy