Quase 3 bilhões de anos atrás, uma galáxia anã mergulhou no centro da Via Láctea e foi dilacerada pelas forças gravitacionais da colisão. Os astrofísicos anunciaram hoje que a fusão produziu uma série de formações de estrelas em forma de concha na vizinhança da constelação de Virgem, a primeira dessas "estruturas de concha" a ser encontrada na Via Láctea. A descoberta oferece mais evidências do antigo evento, e novas explicações possíveis para outros fenômenos na galáxia.

Os astrônomos identificaram uma densidade incomumente alta de estrelas chamada Superdensidade de Virgem, cerca de duas décadas atrás. Pesquisas de estrelas revelaram que algumas dessas estrelas estão se movendo em nossa direção enquanto outras estão se afastando, o que também é incomum, como um aglomerado de estrelas normalmente viajaria em conjunto. Com base em dados emergentes, astrofísicos do Rensselaer Polytechnic Institute propuseram em 2019 que a densidade excessiva era o resultado de uma fusão radial, a versão estelar de um acidente do T-bone.

"Quando colocamos tudo junto, foi um momento 'aha', "disse Heidi Jo Newberg, Professor de física Rensselaer, física aplicada, e astronomia, e autor principal do The Astrophysical Journal documento detalhando a descoberta. "Este grupo de estrelas tinha um monte de velocidades diferentes, o que era muito estranho. Mas agora que vemos seu movimento como um todo, entendemos porque as velocidades são diferentes, e por que eles estão se movendo da maneira que estão. "

As estruturas de concha recém-anunciadas são planos de estrelas curvas, como guarda-chuvas, deixado para trás quando a galáxia anã foi dilacerada, literalmente saltando para cima e para baixo no centro da galáxia à medida que foi incorporado à Via Láctea, um evento que os pesquisadores chamaram de "Virgo Radial Merger". Cada vez que as estrelas da galáxia anã passam rapidamente pelo centro da galáxia, abrandar à medida que são puxados para trás pela gravidade da Via Láctea até que parem no ponto mais distante, e, em seguida, vire para bater no centro novamente, outra estrutura de shell é criada. Simulações que correspondem aos dados de pesquisa podem ser usadas para calcular quantos ciclos a galáxia anã suportou, e portanto, quando a colisão original ocorreu.

O novo artigo identifica duas estruturas de concha na superdensidade de Virgem e duas na região da nuvem de Hercules Aquila, com base em dados do Sloan Digital Sky Survey, o telescópio espacial Gaia da Agência Espacial Europeia, e o telescópio LAMOST na China. A modelagem computacional das conchas e do movimento das estrelas indica que a galáxia anã passou pela primeira vez pelo centro galáctico da Via Láctea há 2,7 bilhões de anos.

Newberg é um especialista no halo da Via Láctea, uma nuvem esférica de estrelas que envolve os braços espirais do disco central. A maioria, senão todas essas estrelas parecem ser "imigrantes, "estrelas que se formaram em galáxias menores que mais tarde foram puxadas para a Via Láctea. À medida que as galáxias menores se aglutinam com a Via Láctea, suas estrelas são puxadas pelas chamadas "forças das marés, "o mesmo tipo de forças diferenciais que fazem as marés na Terra, e eventualmente formam um longo cordão de estrelas movendo-se em uníssono dentro do halo. Essas fusões de maré são bastante comuns e formaram grande parte das pesquisas de Newberg nas últimas duas décadas.

As "fusões radiais" mais violentas são consideradas muito menos comuns. Thomas Donlon II, um estudante de graduação Rensselaer e primeiro autor do artigo, disseram que inicialmente não buscavam evidências de tal evento.

"Existem outras galáxias, galáxias tipicamente mais esféricas, que tem uma estrutura de concha muito pronunciada, então você sabe que essas coisas acontecem, mas olhamos na Via Láctea e não vimos realmente óbvio, conchas gigantes, "disse Donlon, que foi o autor principal do artigo de 2019 que propôs pela primeira vez a fusão Virgo Radial. Enquanto modelavam o movimento da Superdensidade de Virgem, eles começaram a considerar uma fusão radial. "E então percebemos que é o mesmo tipo de fusão que causa essas grandes conchas. Parece diferente porque, por uma coisa, estamos dentro da Via Láctea, então temos uma perspectiva diferente, e também esta é uma galáxia de disco e não temos tantos exemplos de estruturas de cascas em galáxias de disco. "

A descoberta apresenta implicações potenciais para uma série de outros fenômenos estelares, incluindo a linguiça Gaia, uma formação de estrelas que se acredita ter resultado da fusão de uma galáxia anã entre 8 e 11 bilhões de anos atrás. Trabalhos anteriores apoiaram a ideia de que a fusão Virgo Radial e a Salsicha Gaia resultaram do mesmo evento; a estimativa de idade muito mais baixa para a fusão radial de Virgem significa que os dois são eventos diferentes ou a linguiça de Gaia é muito mais jovem e não poderia ter causado a criação do disco espesso da Via Láctea, conforme reivindicado anteriormente. Um padrão espiral recentemente descoberto em dados de posição e velocidade para estrelas próximas ao sol, às vezes chamado de Caracol de Gaia, e um evento proposto chamado Splash, também pode estar associado à fusão Virgo Radial.

"Existem muitos vínculos potenciais com essa descoberta, "Newberg disse." A fusão Radial de Virgo abre a porta para uma maior compreensão de outros fenômenos que vemos e não entendemos totalmente, e isso poderia muito bem ter sido afetado por algo ter caído bem no meio da galáxia, há menos de 3 bilhões de anos. "