À medida que as galáxias envelhecem, alguns de seus elementos químicos básicos também podem mostrar sinais de envelhecimento. Este processo de envelhecimento pode ser visto como certos átomos "ganham um pouco de peso, "o que significa que eles se transformam em isótopos mais pesados ​​- átomos com nêutrons adicionais em seus núcleos.

Surpreendentemente, novas pesquisas da Via Láctea com o Green Bank Telescope (GBT) da National Science Foundation (NSF) em West Virginia, não encontraram tal tendência de envelhecimento para o elemento silício, um bloco de construção fundamental de rochas em todo o nosso sistema solar. Essa aparência "atemporal" pode significar que a Via Láctea é mais eficiente na mistura de seu conteúdo do que se pensava anteriormente, mascarando assim os sinais reveladores do envelhecimento químico.

Quando estrelas massivas de primeira geração em galáxias jovens terminam suas vidas como supernovas violentas, eles preenchem o cosmos com os chamados isótopos primários - elementos como o oxigênio, carbono, e silício com um equilíbrio de nêutrons e prótons em seus núcleos.

"Estrelas massivas são os caldeirões nos quais elementos pesados ​​como o silício são fabricados, "disse Ed Young, um cientista da Universidade da Califórnia em Los Angeles e autor de um estudo publicado no Astrophysical Journal . "As estrelas de primeira geração fazem o silício 28 - um isótopo com 14 prótons e 14 nêutrons em seu núcleo. Ao longo de bilhões de anos, gerações posteriores de estrelas são capazes de criar os isótopos de silício 29 e 30 mais pesados. Quando essas estrelas de última geração explodem como supernovas, os isótopos mais pesados ​​são lançados no meio interestelar, alterando sutilmente o perfil químico da galáxia. "

Os astrônomos não podem medir diretamente essas mudanças químicas de longo prazo. Eles podem, Contudo, faça a segunda melhor coisa:medir a maturação aparente dos isótopos da periferia de nossa galáxia em direção ao seu centro.

Como há uma concentração maior de estrelas quanto mais perto você chega do centro da Via Láctea, incluindo estrelas massivas que terminam suas vidas como supernovas, os astrônomos esperam encontrar uma porcentagem maior de isótopos mais pesados ​​entre os elementos de lá.

Estudos anteriores de radiotelescópio de átomos de carbono e oxigênio na Via Láctea forneceram algumas indicações de que há de fato uma progressão constante dos isótopos leves para os pesados ​​quanto mais perto você se move em direção ao centro galáctico.

Nuvens interestelares intervenientes, Contudo, dificultou essas observações e os resultados foram inconclusivos.

"Houve algumas dicas tentadoras em estudos anteriores de que as taxas de isótopos de carbono e oxigênio mudaram conforme o esperado. Mas era difícil explicar o material no meio interestelar, portanto, não tínhamos certeza de quão confiáveis ​​esses dados eram, "disse Young." Silício, conforme detectado em moléculas de monóxido de silício, tem uma assinatura espectral que torna muito mais fácil contabilizar a poeira e o gás em nossa galáxia. Portanto, tivemos que fazer menos suposições do que o necessário para as pesquisas feitas para oxigênio e carbono. "

Usando o GBT de 100 metros, os astrônomos pesquisaram vastas áreas da Via Láctea, começando na região próxima ao nosso sol e então se movendo em direção ao centro galáctico. Em cada região, eles sondaram os espectros de rádio emitidos naturalmente pelas moléculas de monóxido de silício. As diferenças nos isótopos de silício seriam vistas como mudanças sutis no espectro de rádio.

Contra suas expectativas, os pesquisadores não encontraram nenhum gradiente esperado nas razões de isótopos.

"Não havia evidência de gradiente, "disse Nathaniel Monson, membro da equipe de pesquisa e aluno de pós-graduação da UCLA. "Isso foi um pouco surpreendente. Podemos ter que reavaliar o que achamos que sabemos sobre nossa galáxia."

Esses dados podem significar que a Via Láctea é notavelmente eficiente na mistura de seu material, moléculas e átomos circulantes do centro da galáxia para os braços espirais da galáxia e vice-versa. Também é possível que as supernovas tipo 1a - que são formadas em sistemas binários quando uma estrela anã branca rouba muito material de sua companheira e detona - produzam uma superabundância de Si 28 mais tarde na vida de uma galáxia.

Se as pesquisas subsequentes de carbono e oxigênio forem mais capazes de explicar as incertezas do passado e mostrar a mesma falta de gradiente, apontaria a mistura como sendo o cenário mais provável.

"Há muito sobre a galáxia que ainda não entendemos, "concluiu Young." É possível que novos estudos com o GBT nos ensinem um pouco mais sobre a Via Láctea. "