O satélite Gaia da ESA olhou para além da nossa galáxia e explorou duas galáxias próximas para revelar os movimentos estelares dentro delas e como um dia elas irão interagir e colidir com a Via Láctea - com resultados surpreendentes.
A nossa Via Láctea pertence a um grande aglomerado de galáxias conhecido como Grupo Local e, juntamente com as galáxias de Andrômeda e Triângulo - também referidas como M31 e M33, respectivamente - compõem a maioria da massa do grupo.
Astrônomos há muito suspeitam que Andrômeda irá um dia colidir com a Via Láctea, remodelando completamente a nossa vizinhança cósmica. No entanto, os movimentos tridimensionais das galáxias do Grupo Local permaneceram obscuros, pintando um quadro incerto do futuro da Via Láctea.
"Precisávamos explorar os movimentos das galáxias em 3D para descobrir como elas cresceram e evoluíram, e o que cria e influencia suas características e comportamento", diz o principal autor Roeland van der Marel, do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, EUA. "Conseguimos fazer isso usando o segundo pacote de dados de alta qualidade lançado pelo Gaia".
Gaia está atualmente construindo o mapa 3D mais preciso das estrelas no universo próximo, e está liberando seus dados em etapas. Os dados da segunda versão, feita em abril de 2018, foram utilizados nesta pesquisa.
Estudos anteriores do Grupo Local combinaram observações de telescópios, incluindo o Telescópio Espacial Hubble e o Very Long Baseline Array baseado em terra para descobrir como as órbitas de Andrômeda e Triângulo mudaram ao longo do tempo. As duas galáxias espirais em forma de disco estão localizadas entre 2,5 e 3 milhões de anos-luz de nós, e estão próximas o suficiente uma da outra para que possam estar interagindo.
Duas possibilidades surgiram: ou a galáxia do Triângulo está em uma órbita incrivelmente longa de seis bilhões de anos em torno de Andrômeda, tendo interagido no passado, ou está atualmente em sua primeira interação. Cada cenário reflete um caminho orbital diferente e, portanto, uma diferente história de formação e futuro para cada galáxia.
Embora o Hubble tenha obtido a visão mais nítida de Andrômeda e Triângulo, Gaia mediu a posição individual e o movimento de muitas de suas estrelas com precisão sem precedentes.
"Nós vasculhamos os dados do Gaia para identificar milhares de estrelas individuais em ambas as galáxias e estudamos como essas estrelas se moviam dentro delas", acrescenta o co-autor Mark Fardal, também do Space Telescope Science Institute.
"Embora o Gaia tenha como objetivo principal estudar a Via Láctea, é poderoso o suficiente para detetar estrelas especialmente massivas e brilhantes nas regiões de formação estelar próximas - mesmo em outras galáxias".
Os movimentos estelares medidos por Gaia não apenas revelam como cada uma das galáxias se move através do espaço, mas também como cada uma delas gira em torno de seu próprio eixo de rotação.
Há um século atrás, quando os astrônomos começavam a compreender a natureza das galáxias, estas medições de rotação eram muito procuradas, mas não podiam ser achadas com os telescópios disponíveis na época.
"Foi necessário um observatório tão avançado quanto o Gaia para finalmente conseguir essa medição", diz Roeland. "Pela primeira vez, medimos como M31 e M33 giram no céu.
"Passaram-se 100 anos desde que os primeiros esforços começaram, mas finalmente conseguimos medir a verdadeira e minúscula taxa de rotação de nosso vizinho galáctico mais próximo, M31. Isso nos ajudará a entender mais sobre a natureza das galáxias".
Combinando as observações existentes com o novo lançamento de dados do Gaia, os pesquisadores determinaram como Andrômeda e Triângulo estão se movendo pelo céu, e calcularam o caminho orbital de cada galáxia bilhões de anos no passado e no futuro.
"As velocidades encontradas mostram que a M33 não pode estar em uma órbita longa em torno de M31", diz o co-autor Ekta Patel, da Universidade do Arizona, EUA. "Nossos modelos unanimemente mostram que a M33 deve estar em seu primeiro encontro com M31".
Enquanto a Via Láctea e Andrômeda ainda estão destinadas a colidir e fundir, tanto o tempo quanto a destrutividade da interação também serão provavelmente diferentes do esperado.
Como o movimento de Andrômeda difere um pouco das estimativas anteriores, é provável que a galáxia esbarre na Via Láctea em vez de uma colisão frontal. Isso ocorrerá não em 3,9 bilhões de anos, mas em 4,5 bilhões - cerca de 600 milhões de anos depois do previsto anteriormente.
"Esta descoberta é crucial para nossa compreensão de como as galáxias evoluem e interagem", diz Timo Prusti, cientista do Projeto Gaia.
"Nós vemos características incomuns tanto em M31 como em M33, tais como correntes e caudas de gás e estrelas. Se as galáxias não se juntaram antes, elas não podem ter sido criadas pelas forças desencadeadas durante uma fusão. Talvez elas se formaram via interações com outras galáxias, ou pela dinâmica de gás dentro das próprias galáxias.
Fonte: Space Daily via ESA
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