Uma equipe de pesquisadores identificou a borda mais externa da galáxia Via Láctea. Usando o telescópio Subaru, os pesquisadores examinaram a fronteira do sistema estelar que constitui a galáxia. O tamanho final da galáxia é 520, 000 anos-luz de raio, 20 vezes maior do que a distância entre o centro galáctico e nosso sistema solar (26, 000 anos-luz) (Figura 1). As estrelas que atingem essas regiões ultraperiféricas da galáxia durante seus movimentos orbitais são antigas populações estelares com idades de até 12 bilhões de anos. A extensão espacial em que essas estrelas antigas vagam é, Portanto, importante para a compreensão da formação da Via Láctea.

A galáxia possui um componente de halo amplamente estendido, além da brilhante Via Láctea na forma do componente do disco estelar. O halo contém cerca de 1 bilhão de estrelas antigas e 150 aglomerados globulares com idades de até 12 bilhões de anos (Figura 1). O halo, portanto, contém os restos de estrelas de vida longa e aglomerados de estrelas que se formaram no primeiro estágio da galáxia. Isso sugere que a galáxia era bastante grande em seu início, antes da formação posterior da mais jovem, componente do disco.

Investigar a extensão desse componente halo na galáxia é semelhante a identificar o limite externo de uma floresta de dentro da floresta e observar as árvores. Em outras palavras, é uma tarefa árdua. As chamadas estrelas de ramificação horizontal azul (BHB), bem como as variáveis ​​RR Lyr, são indicadores ideais para traçar o componente halo. Isso ocorre porque eles são naturalmente brilhantes o suficiente para determinar a distância de e para eles. Contudo, a galáxia é tão grande que é impossível identificar os traços de halo localizados na fronteira externa usando telescópios de 2,5 a quatro metros.

A equipe de pesquisadores liderada pelo estudante de graduação da Universidade Tohoku Tetsuya Fukushima e seu supervisor Masashi Chiba usaram a câmera digital Hyper Suprime-Cam (HSC) no telescópio Subaru de 8,2 metros de diâmetro. Permitiu que eles capturassem remotamente, traçadores de halo muito tênues na borda externa da galáxia. A equipe selecionou cuidadosamente as estrelas de BHB a partir dos dados do programa de pesquisa em andamento (SSP:Subaru Strategic Program) contra outros contaminantes com cores semelhantes, como as chamadas estrelas perdidas azuis, anãs brancas, quasares e galáxias distantes.

Usando os dados do HSC-SSP, a equipe derivou a densidade espacial das estrelas BHB sobre o halo da galáxia. Embora essa densidade geralmente diminua quanto mais você vai do centro galáctico, a equipe descobriu uma queda acentuada na densidade em torno de 520, 000 anos-luz de distância do centro galáctico. Assim, a equipe finalmente observou a borda mais externa da galáxia. Isso é cerca de 20 vezes maior do que a distância entre nosso sistema solar e o centro da galáxia.

Doze bilhões de anos atrás, sucessivas fusões de pequenas galáxias confinadas por halos de matéria escura ocorreram. A chave para entender isso é medir a distribuição do componente halo para determinar o volume. Este processo de fusão difere de galáxia para galáxia. Nosso vizinho, a galáxia de Andrômeda, é relatado como tendo um componente de halo estendido tão grande quanto 538, 000 (no mínimo) anos-luz de raio. Isto é, Portanto, sistematicamente maior quando comparado ao halo da galáxia. Os pesquisadores estão planejando mapear ainda mais esse antigo componente da galáxia após a conclusão final do HSC-SSP.