Descobertas duas correntes de estrelas antigas na Via Láctea

Acabam de ser encontrados, à vista de todos, vestígios do nascimento da Via Láctea.

Nas proximidades do centro da galáxia, foram descobertas duas correntes de estrelas quase tão antigas como o Universo, que orbitam em torno do coração da Via Láctea. Uma nova análise, baseada em dados do telescópio Gaia, da Agência Espacial Europeia, indica fortemente que estas correntes ancestrais já existiam antes de a Via Láctea ter braços espirais, quando era ainda uma galáxia recém-nascida que estendia os seus primeiros filamentos de estrelas pelo espaço circundante.

As duas correntes foram descobertas pela astrofísica Khyati Malhan e pelo astrónomo Hans Walter-Rix, do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha. Receberam os nomes Shiva e Shakti, em referência aos criadores do Universo na mitologia hindu.

«O verdadeiramente espantoso é conseguirmos sequer detetar estas estruturas antigas», afirma Malhan. «A Via Láctea mudou tanto desde o nascimento destas estrelas que não esperaríamos reconhecê-las tão claramente como um grupo, mas os dados sem precedentes que recebemos do Gaia tornaram-no possível.»

A arqueologia da Via Láctea com o Gaia

Pensa-se que a formação da Via Láctea começou há cerca de 13 mil milhões de anos, quando o Universo era ainda muito jovem e produzia as suas primeiras estrelas e galáxias a um ritmo extraordinário. A reconstrução dessa história pertence a uma área chamada arqueologia galáctica, que depende, em parte, da identificação de populações estelares com propriedades compatíveis com uma origem antiga.

É aqui que o trabalho do Gaia se torna particularmente valioso. O telescópio espacial está a mapear a Via Láctea com uma precisão inédita, recolhendo dados sobre as posições tridimensionais das estrelas da galáxia, as suas velocidades e os seus movimentos próprios. Mede também uma propriedade chamada metalicidade de uma estrela, isto é, os elementos metálicos presentes na sua composição.

Como a maioria dos metais simplesmente não existia antes de ser produzida por estrelas e novas, a metalicidade pode dar uma indicação da idade de uma estrela. Quanto maior for o seu teor de metais, mais jovem será provavelmente.

Ao combinar esta informação com os dados do Gaia, os astrónomos conseguem identificar grupos de estrelas que, de outra forma, poderiam passar despercebidos. Se um conjunto de estrelas ocupa a mesma região do espaço, se desloca da mesma maneira pela galáxia e apresenta propriedades metálicas semelhantes, é provável que pertença a um mesmo grupo específico.

Estas estruturas também ajudam a reconstituir a história da Via Láctea. Algumas correntes estelares, por exemplo, podem ter origem em aglomerados de estrelas desfeitos. Outras são vestígios de galáxias que caíram na Via Láctea e foram desmembradas pela sua gravidade.

Shiva e Shakti, duas correntes antigas

Foi assim que Malhan e Walter-Rix identificaram Shiva e Shakti. Em 2022, recorreram ao Gaia para fazer arqueologia galáctica em regiões mais próximas do coração da Via Láctea e encontraram aí uma população de estrelas muito antigas e com um teor de metais muito baixo. Um pouco mais afastadas do centro, porém, observaram duas correntes distintas com estrelas de idade semelhante: entre cerca de 12 e 13 mil milhões de anos.

«Quando visualizámos as órbitas de todas estas estrelas, duas novas estruturas destacaram-se das restantes entre estrelas com uma determinada composição química», conta Malhan. «Chamámos-lhes Shakti e Shiva.»

Cada corrente tem uma massa equivalente à de cerca de 10 milhões de sóis e orbita no mesmo sentido da rotação da Via Láctea. Shiva encontra-se mais perto do centro galáctico e tem órbitas mais elípticas; Shakti está um pouco mais afastada, mas as suas estrelas descrevem trajetórias mais circulares em torno desse centro.

Os investigadores concluíram que as suas estruturas sugerem que cada corrente se formou separadamente e depois se fundiu com a espiral da Via Láctea durante a sua formação, contribuindo para o seu crescimento. Os dois cientistas consideram que a galáxia nasceu de uma massa que cresceu à medida que filamentos e prolongamentos de estrelas do espaço circundante caíam sobre ela e a envolviam, formando estrelas. Shiva e Shakti parecem ser dois desses filamentos.

«Revelar mais sobre a infância da nossa galáxia é um dos objetivos do Gaia, e está certamente a consegui-lo», diz Timo Prusti, cientista do projeto Gaia na Agência Espacial Europeia.

«Precisamos de identificar com precisão as diferenças subtis, mas cruciais, entre as estrelas da Via Láctea para compreender como a nossa galáxia se formou e evoluiu. Isso exige dados incrivelmente precisos e agora, graças ao Gaia, temos esses dados. À medida que descobrimos partes surpreendentes da nossa galáxia, como as correntes Shiva e Shakti, vamos preenchendo as lacunas e construindo uma imagem mais completa não só do nosso lar atual, mas também da nossa história cósmica mais antiga.»

O estudo foi publicado no Jornal de Astrofísica.