Um oval representando a Via Láctea, incluindo traços que seguem os movimentos das estrelas.
Ampliação / Os cientistas usaram dados do Gaia para rastrear a localização e o movimento das estrelas em nossa galáxia.

Acredita-se que galáxias como a Via Láctea tenham sido construídas através de uma série de fusões, atraindo galáxias menores e grupos de estrelas e tornando suas estrelas estrangeiras. Em alguns casos, as fusões foram recentes o suficiente para que ainda possamos detectar o corpo anteriormente independente como um grupo de estrelas orbitando a Via Láctea juntas. Mas, ao longo do tempo, as interações com o resto das estrelas da Via Láctea irão lentamente perturbar qualquer estrutura que o aglomerado abrigue.

Portanto, é surpreendente que os pesquisadores tenham encontrado o que parece ser os restos de um aglomerado globular de algumas das estrelas mais antigas ao redor. A descoberta é consistente com o modelo de “crescimento através da fusão” de construção de galáxias, mas levanta questões sobre como a massa permanecerá intacta enquanto permanecer.

Mineração de dados Gaia

Os resultados começaram com uma análise de dados da Agência Espacial Europeia Missão Gaia, que visa fazer pelo menos um mapa da Via Láctea em três dimensões. Gaia fotografou quase um bilhão de objetos dezenas de vezes, o que é suficiente para estimar sua localização e movimento ao redor do núcleo da Via Láctea. Este mapa ajudou os cientistas a identificar estruturas dentro de nossa galáxia com base no fato de que existem alguns aglomerados de estrelas que não estão apenas fisicamente próximos uns dos outros, mas todos se movem na mesma direção.

A mineração de dados Gaia para esses tipos de estruturas é tão útil que existe um algoritmo de software chamado STREAMFINDER que as define. Este programa levou à descoberta da corrente estelar C-19, um grupo de estrelas que se movem juntas através do halo da Via Láctea.

Uma maneira de verificar se esses grupos de estrelas realmente começaram como parte de um único grupo é verificar sua idade. Os aglomerados geralmente consistem em estrelas de idades semelhantes. Uma maneira de descobrir se as estrelas estão se formando ao mesmo tempo é verificar o conteúdo de elementos mais pesados. Havia poucos elementos mais pesados ​​que o hélio durante o Big Bang, então a maioria dos elementos mais pesados ​​existentes agora veio de estrelas anteriores. Quanto mais tarde na história da formação de estrelas do universo, a estrela provavelmente conterá mais desses elementos mais pesados.

(Os astrônomos chamam qualquer elemento mais pesado que o hélio de metal e se referem ao conteúdo de elementos pesados ​​da estrela como um metal. Mas isso provavelmente confundirá a maioria dos não astrônomos, então vamos evitá-lo.)

Assim, os astrônomos por trás do novo trabalho mediram os níveis de elementos pesados ​​em estrelas que se pensava pertencerem ao fluxo C-19. Com exceção de um membro, eles eram todos exatamente iguais, indicando que o córrego é de fato o remanescente perturbador de um grupo. Mas os resultados também continham uma surpresa: uma quantidade notavelmente baixa de elementos pesados.

História antiga

A maneira típica de registrar elementos pesados ​​é através da proporção de ferro (que se forma apenas no final da vida de uma estrela massiva) e hidrogênio. O hidrogênio sempre foi o elemento mais abundante no universo, enquanto os níveis de ferro se acumularam lentamente ao longo do tempo. Portanto, quanto maior a proporção de ferro para hidrogênio, mais recentemente a estrela se formou.

No caso do fluxo C-19, a relação foi muito baixa. Tão baixo que as estrelas C-19 se formaram há 3 bilhões de anos após o Big Bang, ou quando o universo tinha apenas cerca de um quarto de sua idade atual. É possível que eles tenham se formado um pouco antes.

Dentro da Via Láctea, algumas centenas de estrelas com níveis igualmente baixos de elementos pesados ​​foram identificadas. Mas nenhum aglomerado jamais foi visto em que todas as estrelas estejam em um nível tão baixo. De fato, antes dessa descoberta, pensava-se que os aglomerados na Via Láctea continham elementos pesados ​​da Terra – todos com níveis mais altos do que os observados no fluxo C-19. Isso era verdade apesar do fato de que, com base na distribuição de grupos conhecidos, esperaríamos cerca de cinco níveis com elementos pesados ​​semelhantes aos do fluxo C-19.

A falta de outros aglomerados sugere que a maioria dos aglomerados iniciais como este fluxo já estavam tão perturbados que desapareceram no fundo das estrelas da Via Láctea. O que levanta a questão de por que não há fluxo C-19. Isso é particularmente inesperado, já que a órbita da corrente em torno do núcleo galáctico o leva profundamente para dentro da Via Láctea, dando-lhe muitas oportunidades de interagir com outros recursos que devem desativá-lo.

Uma possibilidade que poderia explicar isso é que o aglomerado originalmente entrou na Via Láctea como parte de uma galáxia anã que foi engolida. A estrutura da galáxia anã pode fornecer um grau de proteção até que ela caia e suas estrelas sejam espalhadas pela Via Láctea. E se for verdade, a massa que deu origem ao fluxo C-19 continha uma grande parte das estrelas da galáxia anã naquela época.

Não importa como expliquemos, a presença da corrente C-19 nos diz coisas sobre a história do universo. Os pesquisadores concluíram: “A presença do C-19 por si só prova que os aglomerados globulares devem ser capazes de se formar em ambientes com baixo teor de minerais onde as primeiras estruturas galácticas deveriam se agregar”.

Natureza, 2022. DOI: 10.1038 / s41586-021-04162-2 (Sobre DOIs).

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