Via Láctea sofreu um baby boom estelar há 2 a 3 mil milhões de anos

Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas; and A. Mellinger / NASA, ESA

Uma equipa liderada por investigadores do Instituto de Ciências do Cosmos da Universidade de Barcelona (ICCUB) e do Observatório Astronómico de Besançon (França) descobriu, através da análise de dados do satélite Gaia, que ocorreu, há 2 a 3 mil milhões de anos, um surto extremo de formação estelar na Via Láctea.

Neste processo podem ter nascido mais de 50% das estrelas que criaram o disco galáctico. Os resultados são derivados da combinação das distâncias, cores e magnitudes das estrelas medidas pelo Gaia com modelos que preveem a sua distribuição na nossa Galáxia. O estudo foi aceite para publicação na revista Astronomy & Astrophysics.

Assim como uma chama se apaga quando não há gás no isqueiro, o ritmo da formação estelar na Via Láctea, alimentado pelo gás aí depositado, deveria ter diminuído lentamente e de forma contínua até esgotar o gás existente.

Os resultados do estudo mostram que, embora este processo tenha ocorrido ao longo dos primeiros 4 mil milhões de anos da formação do disco, uma explosão de formação estelar, ou “baby boom estelar”, inverteu esta tendência.

A fusão com uma galáxia satélite da Via Láctea, rica em gás, pode ter fornecido novo combustível e reativado o processo de formação estelar, de forma semelhante a abastecer o isqueiro. Este mecanismo explicaria a distribuição das distâncias, idades e massas estimadas a partir dos dados obtidos pelo satélite Gaia da ESA.

“A escala de tempo deste forte surto de formação estelar, juntamente com a grande quantidade de massa estelar envolvida no processo, milhares de milhões de massas solares, sugere que o disco da nossa Galáxia não teve uma evolução estável e pausada, mas que pode ter sofrido um grande distúrbio externo que começou há cerca de 5 mil milhões de anos”, disse Roger Mor, investigador do Instituto e autor principal do artigo.

“Conseguimos descobrir isto, pela primeira vez, graças às medições precisas de mais de 3 milhões de estrelas na vizinhança solar,” diz Roger Mor.

“Graças a estes dados – continua – pudemos descobrir os mecanismos que controlam a evolução há mais de 10 mil milhões de anos no disco da nossa Galáxia, que não é mais do que a banda brilhante que observamos no céu numa noite escura e sem poluição luminosa”. Como em muitos outros campos de investigação, hoje em dia, estes achados foram possíveis graças à disponibilidade da combinação de uma grande quantidade de dados com precisão sem precedentes, com a disponibilidade de uma grande quantidade de horas de computação nas instalações financiadas pelo projeto europeu FP7 GENIUS (Gaia European Project for Improved data User Services) – no Centro de Serviços Científicos e Académicos da Catalunha.

Os modelos cosmológicos preveem que a nossa Galáxia teria crescido devido à fusão com outras galáxias, facto demonstrado por outros estudos que usam dados do Gaia. Uma destas fusões pode ser a causa do surto severo de formação estelar detetado neste estudo.

“Na verdade, o pico de formação estelar é tão evidente, ao contrário do que previmos antes de termos dados do Gaia, que achámos necessário abordar a sua interpretação juntamente com especialistas em evolução cosmológica de galáxias externas,” explica Francesca Figuerars, professora do Departamento de Física Quântica e Astrofísica da Universidade de Barcelona, membro do ICUUB e coautora do artigo.

Segundo o especialista em simulações de galáxias parecidas à Via Láctea, Santi Roca-Fàbrega – da Universidade Complutense de Madrid e coautor do artigo, “os resultados obtidos correspondem aos que os modelos cosmológicos atuais preveem e, além disso, a nossa Galáxia, aos olhos do Gaia, é um laboratório cosmológico excelente onde podemos testar e comparar modelos do Universo a uma muito maior escala.”

ESA/Gaia/DPAC

A região de formação estelar Rho Ophiuchi, observada pelo satélite Gaia. Os pontos brilhantes são enxames estelares que contêm as estrelas mais massivas e jovens da região. Os filamentos escuros traçam a distribuição do gás e da poeira, onde estão a nascer novas estrelas. Esta não é uma fotografia convencional, mas o resultado da integração de toda a radiação recebida pelo satélite durante os 22 meses de estudo contínuo do céu.

Missão Gaia até 2020

Este estudo foi realizado com a segunda divulgação de dados da missão Gaia, publicada há um ano, no dia 25 de abril de 2018. Xavier Luri, diretor do ICUUB e coautor do artigo, comenta: “o papel dos cientistas e engenheiros da Universidade de Barcelona tem sido essencial para que a comunidade científica desfrute da excelente qualidade da divulgação de dados do Gaia.”

Do consórcio encarregado de preparar e validar estes dados fazem parte mais de 400 cientistas e engenheiros de toda a Europa. “O seu trabalho coletivo forneceu à comunidade científica internacional um catálogo que está a fazer repensar muitos dos cenários existentes sobre a origem e evolução da nossa Galáxia,” salienta Luri.

Em apenas um ano, mais de 1200 artigos revistos por pares publicados em revistas científicas, mostram o antes e o depois do Gaia em praticamente todos os campos da astrofísica, desde a recente deteção de novos enxames estelares, novos asteroides, até à confirmação das origens extragalácticas para estrelas na Via Láctea, passando pelo cálculo da massa da Via Láctea e pelas descobertas que mostram que remanescentes estelares, chamados anãs brancas, acabam por solidificar-se lentamente.

“O satélite continua a operar normalmente e neste mês de julho os 5 meses nominais de operação científica chegarão ao fim,” realça Carme Jordi, investigadora da Universidade de Barcelona e membro da Equipa Científica do Gaia, órgão consultor da ESA para a missão.

A ESA aprovou o prolongamento da missão até ao final de 2020 – mais um ano do que o esperado – e as equipas de engenharia estimam que exista combustível suficiente para continuar a operar até 2024. “Não há dúvida que esta missão superou um desafio tecnológico sem precedentes no que toca às mais importantes missões espaciais de todos os tempos,” conclui Carme Jordi.

// CCVAlg

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