Uma equipe de astrônomos de Leiden usou o último conjunto de dados da missão Gaia da ESA para procurar estrelas de alta velocidade sendo expelidas da Via Láctea, mas ficaram surpresos ao encontrar estrelas correndo para dentro - talvez de outra galáxia.

Em abril, O topógrafo da ESA, Gaia, lançou um catálogo sem precedentes de mais de um bilhão de estrelas. Astrônomos de todo o mundo têm trabalhado incessantemente nos últimos meses para explorar este extraordinário conjunto de dados, examinar as propriedades e movimentos das estrelas em nossa galáxia e além com uma precisão nunca antes alcançada, dando origem a uma infinidade de estudos novos e intrigantes.

A Via Láctea contém mais de cem bilhões de estrelas. A maioria está localizada em um disco com uma densa, centro saliente, no meio do qual está um buraco negro supermassivo. O resto está espalhado em um halo esférico muito maior. As estrelas giram em torno da Via Láctea a centenas de quilômetros por segundo, e seus movimentos contêm uma riqueza de informações sobre a história passada da galáxia. A classe de estrelas mais rápida da nossa galáxia é chamada de estrelas de hipervelocidade, que se supõe que tenham começado sua vida perto do centro galáctico para serem posteriormente arremessados ​​em direção à borda da Via Láctea por meio de interações com o buraco negro.

Apenas um pequeno número de estrelas de hipervelocidade já foi descoberto, e o segundo lançamento de dados recentemente publicado do Gaia oferece uma oportunidade única de procurar mais deles. Vários grupos de astrônomos pularam para o novo conjunto de dados em busca de estrelas de hipervelocidade imediatamente após o lançamento. Entre eles, três cientistas da Universidade de Leiden tiveram uma grande surpresa.

Para 1,3 bilhão de estrelas, Gaia mediu posições, paralaxes - um indicador de sua distância - e movimentos 2-D no plano do céu. Por sete milhões dos mais brilhantes, também mediu a rapidez com que se aproximam ou se afastam de nós. "Dos sete milhões de estrelas de Gaia com medições de velocidade 3D completas, encontramos vinte que poderiam estar viajando rápido o suficiente para escapar da Via Láctea, "explica Elena Maria Rossi, um dos autores do novo estudo.

Elena e colegas, que já tinha descoberto um punhado de estrelas de hipervelocidade no ano passado em um estudo exploratório baseado em dados do primeiro lançamento de Gaia, ficaram agradavelmente surpresos, pois esperavam encontrar no máximo uma estrela se soltando da galáxia entre esses sete milhões. E tem mais. "Em vez de voar para longe do centro galáctico, a maioria das estrelas de alta velocidade que avistamos parecem estar correndo em sua direção, "acrescenta o co-autor Tommaso Marchetti." Estas podem ser estrelas de outra galáxia, passando direto pela Via Láctea. "

É possível que esses intrusos intergalácticos venham da Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia relativamente pequena orbitando a Via Láctea, ou podem se originar de uma galáxia ainda mais distante. Se esse é o caso, eles carregam a marca de seu local de origem, e estudá-los a distâncias muito menores do que sua galáxia original poderia fornecer informações sem precedentes sobre a natureza das estrelas em outra galáxia - semelhante a estudar o material marciano trazido ao nosso planeta por meteoritos.

"As estrelas podem ser aceleradas a altas velocidades quando interagem com um buraco negro supermassivo, Elena explica. “Então a presença dessas estrelas pode ser um sinal de tais buracos negros em galáxias próximas. Mas as estrelas também podem ter feito parte de um sistema binário, lançada em direção à Via Láctea quando sua estrela companheira explodiu como uma supernova. De qualquer jeito, estudá-los pode nos dizer mais sobre esses tipos de processos em galáxias próximas. "

Uma explicação alternativa é que as estrelas sprinting recentemente identificadas podem ser nativas do halo de nossa galáxia, acelerou e empurrou para dentro através de interações com uma das galáxias anãs que caíram em direção à Via Láctea durante sua história de desenvolvimento. Informações adicionais sobre a idade e a composição das estrelas podem ajudar os astrônomos a esclarecer sua origem. "É provável que uma estrela do halo da Via Láctea seja bastante velha e feita principalmente de hidrogênio, enquanto estrelas de outras galáxias podem conter muitos elementos mais pesados, "diz Tommaso." Olhar para as cores das estrelas nos diz mais sobre de que são feitas. "

Novos dados ajudarão a definir a natureza e a origem dessas estrelas com mais certeza, e a equipe usará telescópios terrestres para descobrir mais sobre eles. Enquanto isso, Gaia continua a fazer observações de todo o céu, incluindo as estrelas analisadas neste estudo. Ao investigar a natureza desses possíveis intrusos estelares, a equipe também está ocupada pesquisando o conjunto de dados completo do segundo lançamento do Gaia, procurando por mais estrelas de alta velocidade e olhando para o futuro. Pelo menos mais dois lançamentos de dados Gaia estão planejados na década de 2020, e cada um fornecerá informações novas e mais precisas sobre um conjunto maior de estrelas.

"Eventualmente esperamos medições de velocidade 3D completas para até 150 milhões de estrelas, "explica o co-autor Anthony Brown, presidente do Consórcio Executivo de Processamento e Análise de Dados Gaia. "Isso ajudará a encontrar centenas ou milhares de estrelas de hipervelocidade, entender sua origem com muito mais detalhes, e usá-los para investigar o ambiente do centro galáctico, bem como a história da nossa galáxia, ", acrescenta." Este resultado emocionante mostra que Gaia é uma verdadeira máquina de descoberta, fornecendo o terreno para descobertas completamente inesperadas sobre nossa galáxia, "conclui Timo Prusti, Cientista do projeto Gaia na ESA.