Ciência e Espaço

Astrônomos descobrem sistema estelar menos ‘metálico’ da Via Láctea

Por Flavia Correia, editado por Rafael Rigues
05/01/22 20h07, atualizada em 06/01/22 10h58

Esta ilustração mostra a localização do fluxo estelar C-19 (laranja, fluxo vertical de estrelas no inferior esquerdo), que foi recentemente descoberto na borda da nossa Galáxia da Via Láctea. Observações usando o telescópio Gemini North — parte do Observatório Gemini internacional, um programa do NOIRLab da NSF — revelam que as estrelas deste fluxo já fizeram parte de um antigo aglomerado estelar globular que foi despedaçado por interações gravitacionais com nossa galáxia. A Grande Nuvem de Magalhães e a Pequena Nuvem de Magalhães (galáxias satélites da Via Láctea) aparecem no lado inferior direito. Crédito: International Gemini Observatory /NOIRLab / NSF / AURA/ J. da Silva / Spaceengine / M. Zamani (NOIRLab da NSF)

Uma estrutura identificada na Via Láctea apresenta uma menor proporção de elementos pesados do que qualquer outro sistema estelar conhecido em nossa galáxia. A descoberta, descrita em um artigo científico publicado nesta quarta-feira (5) na revista Nature, foi feita por meio do Observatório Gemini, um programa do Laboratório Nacional de Pesquisa em Astronomia Óptica-Infravermelha dos EUA (NOIRLab).

Segundo as observações, as estrelas do fluxo estelar C-19 foram arrancadas de um antigo aglomerado e são relíquias dos primórdios da Via Láctea, que poderiam fornecer dados sobre a formação das primeiras estrelas.

Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo membros da União Europeia, Canadá e Rússia, é responsável pela descoberta, que fica ao sul da Via Láctea. Sua órbita se estende a cerca de 20 mil anos-luz do centro galáctico em sua posição mais próxima e cerca de 90 mil anos-luz em seu ponto mais distante. 

Este fluxo estelar, conhecido como C-19, se estende por uma grande área do céu noturno, aproximadamente 30 vezes a largura da Lua cheia.

Sistema estelar ocupa área equivalente a 30 luas cheias na Via Láctea

Segundo os cientistas, o sistema estelar se estende por uma impressionante área do céu noturno — cerca de 30 vezes a largura da Lua cheia — embora não seja visível a olho nu.

Usando o telescópio Gemini North, localizado no Havaí, e o instrumento Gemini Remote Access to CFHT ESPaDOnS Spectrograph (GRACES), ambos do Observatório Gemini, a equipe percebeu que o C-19 é um remanescente de um aglomerado globular. 

Pensava-se, anteriormente, que os aglomerados globulares tinham metalicidade não inferior a 0,2%, mas a do C-19 é sem precedentes: menos de 0,05%. A descoberta de que um fluxo de baixa metalicidade originou-se de um aglomerado globular tem implicações para a formação de estrelas, aglomerados estelares e galáxias no universo primitivo. 

Animação mostra como um aglomerado estelar globular, orbitando uma galáxia ainda formando Via Láctea, pode ter sido dilacerado pela gravidade da galáxia em desenvolvimento para se tornar o fluxo estelar C-19.

Aliás, a própria existência desse fluxo indica que os aglomerados globulares e os primeiros blocos de construção da Via Láctea devem ter sido capazes de se formar em ambientes de baixa metalicidade, antes que gerações sucessivas de estrelas fornecessem ao universo elementos mais pesados.

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“Não se sabia se existiam aglomerados globulares com tão poucos elementos pesados. Algumas teorias até sugeriam que não poderiam se formar”, comentou Nicolas Martin, do Observatório Astronômico de Estrasburgo, autor principal do estudo. “Outras teorias sugerem que todos eles teriam desaparecido há muito tempo, o que faz desta uma descoberta fundamental para nossa compreensão de como as estrelas se formaram no universo primitivo”.

Membros da equipe originalmente detectaram C-19 em dados do satélite Gaia usando um algoritmo que eles projetaram especificamente para detectar fluxos estelares. As estrelas em C-19 também foram identificadas pela pesquisa Pristine — uma busca pelas estrelas de menor metalicidade dentro e ao redor da Via Láctea usando o Telescópio Canadá-França-Havaí — como sendo interessante o suficiente para merecer observações de acompanhamento. 

Distribuição de grupos muito densos de estrelas na Via Láctea, chamados aglomerados globulares, sobrepostos em um mapa da galáxia compilado a partir de dados obtidos com o satélite Gaia. Cada ponto representa um aglomerado de alguns milhares a vários milhões de estrelas. A cor dos pontos mostra sua metalicidade, ou seja, sua abundância de elementos pesados em relação ao Sol. As estrelas C-19 são indicadas pelos símbolos azuis claros. Crédito: N. Martin / Observatório Astronômico de Estrasburgo / CNRS; Telescópio Canadá-França-Havaí / Coelum; ESA / Gaia / DPAC

Para identificar a origem das estrelas constituintes do C-19, os astrônomos precisavam dos espectros detalhados de GRACES. A equipe também reuniu dados usando um espectrógrafo montado no Gran Telescopio Canarias, em La Palma, nas Ilhas Canárias.

“GRACES forneceu as pistas críticas de que o C-19 é um aglomerado globular interrompido e não a galáxia anã mais comum interrompida”, explicou Kim Venn, da Universidade de Victoria, o principal pesquisador das observações do GRACES. “Já sabíamos que este era um fluxo muito pobre em metal, mas identificá-lo como um aglomerado globular exigia a precisão da metalicidade e as abundâncias químicas detalhadas disponíveis apenas com espectros de alta resolução”.

O novo estudo também sugere que C-19 deve ter se formado a partir de gerações muito primitivas de estrelas, tornando o aglomerado uma relíquia notável da época em que os primeiros grupos de estrelas estavam se formando. 

Consequentemente, essa descoberta melhora nossa compreensão da formação de estrelas e aglomerados estelares que surgiram logo após o Big Bang, e fornece um laboratório natural para estudar as estruturas mais antigas nas galáxias.

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