Esta imagem mostra a localização e distribuição das estrelas Shakti (amarela) e Shiva (azul) em toda a Via Láctea. As correntes foram descobertas usando o pesquisador de mil milhões de estrelas da ESA, Gaia. As observações de Gaia permitiram aos investigadores determinar o conteúdo e a composição das estrelas individuais, o que por sua vez revelou mais das suas propriedades e mostrou os seus movimentos através do espaço. Crédito:ESA/Gaia/DPAC/K. Malhan O telescópio espacial Gaia da ESA desvendou ainda mais a história da nossa galáxia, descobrindo duas surpreendentes correntes de estrelas que se formaram e se entrelaçaram há mais de 12 mil milhões de anos.
As duas correntes, chamadas Shakti e Shiva, ajudaram a formar a Via Láctea infantil. Ambos são tão antigos que provavelmente se formaram antes mesmo das partes mais antigas dos braços espirais e do disco da nossa galáxia atual.
“O que é verdadeiramente surpreendente é que conseguimos detectar estas estruturas antigas”, diz Khyati Malhan, do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) em Heidelberg, Alemanha, que liderou a investigação. "A Via Láctea mudou tão significativamente desde o nascimento destas estrelas que não esperávamos reconhecê-las tão claramente como um grupo - mas os dados sem precedentes que estamos a obter de Gaia tornaram isso possível."
Usando observações de Gaia, os investigadores foram capazes de determinar as órbitas de estrelas individuais na Via Láctea, juntamente com o seu conteúdo e composição. “Quando visualizamos as órbitas de todas essas estrelas, duas novas estruturas se destacaram das demais entre as estrelas de uma determinada composição química”, acrescenta Khyati. "Nós os chamamos de Shakti e Shiva." O trabalho foi publicado no The Astrophysical Journal .
Fragmentos verdadeiramente antigos
Cada corrente contém a massa de cerca de 10 milhões de sóis, com estrelas com 12 a 13 mil milhões de anos de idade, todas movendo-se em órbitas muito semelhantes e com composições semelhantes. A forma como estão distribuídos sugere que podem ter-se formado como fragmentos distintos que se fundiram com a Via Láctea no início da sua vida.
Ambas as correntes ficam em direção ao coração da Via Láctea. Gaia explorou esta parte da Via Láctea em 2022 usando uma espécie de “arqueologia galáctica”; isso mostrou que a região estava repleta das estrelas mais antigas de toda a galáxia, todas nascidas antes mesmo de o disco da Via Láctea ter se formado adequadamente. Simulação da formação de uma galáxia semelhante à Via Láctea. Crédito:Vintergatan – Renaud, Agertz et al (2021) "As estrelas são tão antigas que carecem de muitos dos elementos metálicos mais pesados criados mais tarde na vida do universo. Esses metais pesados são aqueles forjados dentro das estrelas e espalhados pelo espaço quando morrem. As estrelas no coração da nossa galáxia são pobres em metais, por isso apelidamos esta região de ‘pobre velho coração’ da Via Láctea”, diz o co-autor Hans-Walter Rix, também do MPIA e o principal “arqueólogo galáctico” do trabalho de 2022.
"Até agora, só tínhamos reconhecido estes fragmentos muito antigos que se juntaram para formar o antigo coração da Via Láctea. Com Shakti e Shiva, vemos agora as primeiras peças que parecem comparativamente antigas, mas localizadas mais longe. Estas significam os primeiros passos da nossa crescimento da galáxia em direção ao seu tamanho atual."
Uma árvore genealógica complexa
Embora muito semelhantes, os dois fluxos não são idênticos. As estrelas Shakti orbitam um pouco mais longe do centro da Via Láctea e em órbitas mais circulares do que as estrelas Shiva. Apropriadamente, os riachos têm o nome de um casal divino da filosofia hindu que se uniu para criar o universo (ou macrocosmo).
Há cerca de 12 mil milhões de anos, a Via Láctea parecia muito diferente da espiral ordenada que vemos hoje. Pensamos que a nossa galáxia se formou à medida que múltiplos filamentos longos e irregulares de gás e poeira se fundiram, todos formando estrelas e envolvendo-se para desencadear o nascimento da nossa galáxia tal como a conhecemos. Parece que Shaki e Shiva são dois desses componentes – e futuros lançamentos de dados de Gaia poderão revelar mais.
Khyati e Hans-Walter também construíram um mapa dinâmico de outros componentes conhecidos que desempenharam um papel na formação da nossa galáxia e foram descobertos usando dados de Gaia. Estes incluem Gaia-Sausage-Enceladus, LMS1/Wukong, Arjuna/Sequoia/I'itoi e Pontus. Todos estes grupos estelares fazem parte da complexa árvore genealógica da Via Láctea, algo que Gaia trabalhou para construir ao longo da última década. A Via Láctea tem um passado complicado. A nossa galáxia está repleta de estrelas que chegaram em diferentes momentos da história cósmica, entregues quando outra galáxia ou objeto colidiu com a Via Láctea e foi posteriormente consumido. Esta imagem mostra algumas destas diferentes populações estelares, com cada cor representando estrelas que se juntaram à Via Láctea através de um evento de colisão diferente. Duas destas correntes foram recentemente descobertas graças ao pesquisador de mil milhões de estrelas da ESA, Gaia. Os dados de Gaia permitiram aos investigadores determinar o conteúdo e a composição das estrelas individuais que constituem as correntes Shakti (rosa) e Shiva (azul claro), que por sua vez revelaram mais das suas propriedades e movimentos através do espaço. Na verdade, Gaia ajudou a revelar várias destas colisões passadas. As duas molduras mostram diferentes tipos de informação sobre as estrelas plotadas uma contra a outra – informações relacionadas com a sua energia e movimentos à medida que orbitam e se movem através do espaço – para criar as formas em forma de leque e de diamante mostradas aqui. A caixa retangular identificada como “R” representa uma “estrutura semelhante a uma crista”. Crédito:ESA/Gaia/DPAC/K. Malhan et al. (2024) "Revelar mais sobre a infância da nossa galáxia é um dos objectivos de Gaia, e está certamente a alcançá-lo," afirma Timo Prusti, Cientista do Projecto Gaia na ESA. “Precisamos de identificar as diferenças subtis, mas cruciais, entre as estrelas da Via Láctea para compreender como a nossa galáxia se formou e evoluiu.
"Isto requer dados incrivelmente precisos - e agora, graças a Gaia, temos esses dados. À medida que descobrimos partes surpreendentes da nossa galáxia, como as correntes Shiva e Shakti, estamos a preencher as lacunas e a pintar um quadro mais completo não só da nossa atual lar, mas a nossa história cósmica mais antiga."
