Maioria das galáxias vizinhas da Via Láctea é de recém-chegadas

Dados da missão Gaia mostram que a maior parte das galáxias anãs que cercam a Via Láctea não está na órbita da nossa galáxia há bilhões de anos, mas sim passando por ela pela primeira vez

Grande Nuvem de Magalhães: primeira visita à Via Láctea. Crédito: Nasa/Ames Research Center

Dados da missão Gaia, da Agência Espacial Europeia (ESA), estão reescrevendo a história da nossa galáxia, a Via Láctea. O que tradicionalmente se pensava serem galáxias satélites da Via Láctea agora se revela serem, em sua maioria, recém-chegados ao nosso ambiente galáctico.

Uma galáxia anã é uma coleção de milhares a vários bilhões de estrelas. Por décadas, acreditou-se amplamente que as galáxias anãs que circundam a Via Láctea são satélites, o que significa que são capturadas em órbita ao redor de nossa galáxia e têm sido nossas companheiras constantes por bilhões de anos. Agora, os movimentos dessas galáxias anãs foram calculados com uma precisão sem precedentes graças aos dados do terceiro lançamento de dados de Gaia. Os resultados são surpreendentes.

François Hammer, do Observatoire de Paris – Université Paris Sciences et Lettres (França), e colegas de toda a Europa e China usaram os dados de Gaia para calcular os movimentos de 40 galáxias anãs em torno da Via Láctea. Eles fizeram isso computando um conjunto de quantidades conhecidas como velocidades tridimensionais para cada galáxia e, em seguida, usando-as para calcular a energia orbital da galáxia e o momento angular (rotacional).

Alta velocidade

Eles descobriram que essas galáxias estão se movendo muito mais rapidamente do que as estrelas gigantes e aglomerados de estrelas que orbitam a Via Láctea. É tão rápido que elas não poderiam estar em órbita ao redor da Via Láctea, onde as interações com nossa galáxia e seu conteúdo teriam minado sua energia orbital e momento angular.

Nossa galáxia canibalizou várias galáxias anãs em seu passado. Por exemplo, entre 8 e 10 bilhões de anos atrás, uma galáxia anã chamada Gaia-Enceladus foi absorvida pela Via Láctea. Suas estrelas podem ser identificadas nos dados de Gaia por causa das órbitas excêntricas e da gama de energias que possuem.

Mais recentemente, 4 a 5 bilhões de anos atrás, a galáxia anã Sagitário foi capturada pela Via Láctea e atualmente está em processo de ser fragmentada e assimilada. A energia de suas estrelas é maior que a de Gaia-Enceladus, indicando o menor tempo que estiveram sob a influência da Via Láctea.

A Via Láctea é cercada por cerca de 50 galáxias anãs. A maioria dessas galáxias só é identificável por meio de telescópios e recebeu o nome da constelação em que aparecem no céu (por exemplo, Draco, Escultor ou Leão). As duas galáxias anãs mais óbvias são a Grande Nuvem de Magalhães e a Pequena Nuvem de Magalhães, facilmente visíveis a olho nu. Tradicionalmente, elas eram consideradas satélites na órbita da Via Láctea por muitos bilhões de anos. Agora, porém, novos dados da espaçonave Gaia mostraram que a maioria das galáxias anãs está passando pela Via Láctea pela primeira vez. Isso força os astrônomos a reconsiderar a história da Via Láctea e como ela se formou, junto com a natureza e composição das próprias galáxias anãs. Crédito: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO
Natureza reavaliada

No caso das galáxias anãs do novo estudo, que representam a maioria das galáxias anãs ao redor da Via Láctea, suas energias são ainda mais altas. Isso sugere fortemente que elas só chegaram à nossa vizinhança nos últimos bilhões de anos.

A descoberta reflete uma feita sobre a Grande Nuvem de Magalhães (LMC), uma galáxia anã maior, tão perto da Via Láctea que é visível como uma mancha de luz no céu noturno do hemisfério sul. Pensava-se na LMC como uma galáxia satélite da Via Láctea até os anos 2000, quando os astrônomos mediram sua velocidade e descobriram que ela estava viajando muito rápido para ser vinculada gravitacionalmente. Em vez de uma companheira, a LMC está nos visitando pela primeira vez. Agora sabemos que o mesmo se aplica à maioria das galáxias anãs.

Então, essas recém-chegadas entrarão em órbita ou simplesmente passarão por nós? “Algumas delas serão capturadas pela Via Láctea e se tornarão satélites”, diz François.

Mas dizer exatamente quais é difícil porque depende da massa exata da Via Láctea, que os astrônomos ainda não conseguem calcular com precisão real. As estimativas variam por um fator de dois.

A descoberta das energias das galáxias anãs é significativa porque nos obriga a reavaliar a natureza das próprias galáxias anãs.

Força de maré

Conforme uma galáxia anã orbita, a ação gravitacional da Via Láctea tentará atraí-la. Em física, isso é conhecido como força de maré. “A Via Láctea é uma grande galáxia, então sua força de maré é simplesmente gigantesca e é muito fácil destruir uma galáxia anã depois de talvez uma ou duas passagens”, diz François.

Em outras palavras, tornar-se companheira da Via Láctea é uma sentença de morte para as galáxias anãs. A única coisa que poderia resistir ao controle destrutivo de nossa galáxia é se a anã tivesse uma quantidade significativa de matéria escura. A matéria escura é a substância misteriosa que os astrônomos acham que existe no universo para fornecer a gravidade extra necessária para manter juntas as galáxias individuais.

E assim, na visão tradicional de que as anãs da Via Láctea eram galáxias satélites que estiveram em órbita por muitos bilhões de anos, presumia-se que elas deveriam ser dominadas pela matéria escura para equilibrar a força das marés da Via Láctea e mantê-las intactas. O fato de Gaia ter revelado que a maioria das galáxias anãs está circulando a Via Láctea pela primeira vez significa que elas não precisam necessariamente incluir qualquer matéria escura, e devemos reavaliar se esses sistemas estão em equilíbrio ou em processo de destruição.

“Graças em grande parte a Gaia, agora é óbvio que a história da Via Láctea é muito mais romanceada do que os astrônomos haviam entendido. Ao investigar essas pistas tentadoras, esperamos descobrir ainda mais os capítulos fascinantes do passado de nossa galáxia”, diz Timo Prusti, cientista do Projeto Gaia, da ESA.

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