Será que a Via Láctea é… normal?

Estudar a estrutura em grande escala da nossa galáxia não é fácil. Não temos uma visão clara da forma e características da Via Láctea como temos de outras galáxias, principalmente porque vivemos dentro dela.

Mas temos algumas vantagens. De dentro, podemos realizar pesquisas de perto da população estelar da Via Láctea e das suas composições químicas. Isso dá aos investigadores as ferramentas necessárias para comparar a nossa própria galáxia com muitos milhões de outras no Universo.

Esta semana, uma equipa internacional de investigadores dos EUA, Reino Unido e Chile divulgou um artigo que faz exatamente isso. Vasculharam um catálogo de dez mil galáxias produzido pelo Sloan Digital Sky Survey, em busca de galáxias com atributos semelhantes aos da nossa.

Os cientistas descobriram que a Via Láctea tem gémeos – muitos deles – mas tantos que são apenas superficialmente semelhantes, com diferenças fundamentais enterradas nos dados. O que descobriram tem implicações para a evolução futura da nossa própria galáxia.

Explorar os dados

Para começar a busca, os investigadores reduziram o tamanho da amostra selecionando apenas as galáxias que correspondiam ao que sabemos sobre a Via Láctea em três grandes categorias.

Primeiro, filtraram galáxias com uma massa total semelhante à da Via Láctea. Em segundo lugar, descartaram galáxias com uma “proporção total” muito diferente (o tamanho da galáxia em comparação com o seu núcleo central brilhante). Por fim, escolheram apenas galáxias com um ‘Tipo Hubble’ semelhante: um sistema de classificação que agrupa galáxias com base na sua forma.

Algumas galáxias, como a nossa, são em forma de espiral, enquanto outras, geralmente as mais antigas, têm a forma de bolhas difusas e são conhecidas como galáxias elípticas. Existem outros refinamentos possíveis dentro do sistema de classificação do Hubble, incluindo centros em forma de barra para algumas espirais, por exemplo, mas a ideia era usar as classificações para encontrar aproximações grosseiras da Via Láctea a partir das quais iniciar o trabalho mais detalhado.

No final deste processo, a equipa ficou com 138 galáxias superficialmente semelhantes à nossa. A partir daí, poderiam aprofundar o estudo aos detalhes para ver o quão próximos os nossos primos galácticos realmente são de nós.

Os dados foram ligados a um modelo que prevê a formação de estrelas, tendo em consideração como os ventos estelares sopram o excesso de gás para longe dos sistemas estelares, que podem ser puxados para o centro das galáxias. O modelo também teve em consideração a composição química e a metalicidade dos materiais em diferentes regiões das galáxias.

Então, e o que encontraram?

Acontece que realmente existem galáxias lá fora que se parecem muito com a nossa. 56 das 138 galáxias na amostra acabaram por ser uma correspondência próxima.

O que caracteriza essas galáxias parecidas com a Via Láctea é que elas têm uma longa escala de tempo em que a formação de estrelas ocorre nas suas regiões externas, gerando constantemente novas estrelas de maneira vagarosa.

A região interna, por outro lado, experimenta um período dramático de intensa formação de estrelas no início da história da galáxia, estimulada por um fluxo de gás que é puxado para dentro em direção ao centro da região externa. Mais tarde, ocorreu um período muito mais lento de formação de estrelas no núcleo, contando com gás reciclado expelido de estrelas mais velhas na região externa.

Essas novas estrelas, feitas de material reciclado, têm um maior grau de metalicidade, com elementos mais pesados ​​enxertados nelas que faltavam na geração inicial de estrelas. Também vemos esse padrão aqui em casa, na nossa própria galáxia.

Mas isso não é verdade para todas as 138 galáxias estudadas. Uma fração significativa das galáxias que à primeira vista pareciam semelhantes à Via Láctea acabaram por ser muito diferentes numa inspeção mais detalhada. Estas enquadram-se em duas categorias.

A primeira categoria (consistindo de 55 das 138 galáxias) são galáxias que parecem não ter nenhuma diferenciação entre as suas regiões internas e externas. Essas galáxias têm formação estelar uniformemente, num processo longo e lento sem a explosão selvagem no núcleo. Nestas galáxias, as estrelas nas regiões interna e externa parecem idênticas.

A segunda categoria, por sua vez, consiste em galáxias “extintas centralmente” (27 de 138), e são talvez as mais estranhas do grupo. Estes outliers parecem não ter nenhum período significativo de formação estelar recente a partir de material reciclado nos seus núcleos, o que significa que o influxo radial de gás das regiões externas que vemos na Via Láctea não está a ocorrer nestas galáxias.

Uma característica consistente dessas galáxias extintas centralmente é que elas parecem, como regra, ter completado a maior parte de sua formação estelar no passado, sugerindo que talvez possam ser mais velhas que a Via Láctea.

Se isso for verdade, talvez estejamos a ver o futuro da Via Láctea. A nossa galáxia pode um dia também acabar com um centro extinto, e essas galáxias, portanto, representam são uma previsão do próximo estágio da evolução galáctica.

“Talvez essas galáxias sejam as sucessoras evolutivas da Via Láctea, que estão mais avançadas nas suas vidas”, escrevem os autores.

Os autores também apresentam algumas outras explicações possíveis, como um núcleo galáctico excessivamente ativo que pode subjugar a formação estelar nas regiões internas das galáxias.

Ainda há muito a aprender, mas este estudo oferece muitas novas possibilidades quando se trata de evolução galáctica.