Cientistas descobrem vestígios de galáxia "devorada" há 10 mil milhões de anos. Descoberta pode mudar o que sabemos sobre a formação da Via Láctea
Um conjunto invulgar de estrelas poderá representar os restos de uma galáxia anã que a Via Láctea devorou há cerca de 10 mil milhões de anos. Os astrónomos deram à antiga galáxia o nome de Loki, inspirado no deus nórdico da travessura. A descoberta poderá alterar a atual compreensão sobre a evolução da Via Láctea no passado distante.
A vasta Via Láctea estende-se por cerca de 100 mil anos-luz e contém entre 100 mil milhões e 400 mil milhões de estrelas, segundo a NASA. Um ano-luz corresponde à distância percorrida pela luz num ano — cerca de 9,46 biliões de quilómetros.
A nossa galáxia não foi sempre este gigante cósmico. Cresceu ao longo do tempo, a partir de há cerca de 12 mil milhões de anos, através da fusão com múltiplas galáxias anãs. Mas o tamanho e a massa originais da Via Láctea continuam a ser uma incógnita — levando os cientistas a procurar vestígios das galáxias que consumiu para reconstruir a sua história e evolução.
Para identificar essas peças em falta, os astrónomos concentraram-se agora num grupo de estrelas pobres em metais detetadas, de forma inesperada, perto do disco galáctico, segundo um estudo publicado este mês na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Os astrónomos interessam-se por estas estrelas próximas do disco — uma enorme região rotativa semelhante a uma panqueca, que contém grande parte das estrelas da Via Láctea — porque as primeiras estrelas do universo eram compostas por hidrogénio e hélio. Esses elementos fundiram-se nos núcleos das estrelas para criar elementos mais pesados, antes de explosões que espalharam esses materiais e enriqueceram gerações futuras de estrelas.
As estrelas pobres em metais estão frequentemente associadas a antigas galáxias anãs, que a Via Láctea poderá ter consumido ao longo do tempo para atingir o tamanho atual — e os restos dessas “refeições cósmicas” podem estar escondidos nas profundezas da galáxia.
A composição pobre em metais destas estrelas antigas, tão próximas do disco galáctico, sugere que a Via Láctea fez uma refeição particularmente grande com outra galáxia no início da sua história — e que essa galáxia poderá representar um bloco de construção crítico e até agora ignorado da nossa própria galáxia.
A procura por estrelas pobres em metais
Os astrónomos são como detetives do universo, à procura de pistas sobre as suas origens, e as estrelas extremamente pobres em metais — conhecidas como VMP (very-metal-poor) — são uma ferramenta poderosa nessa investigação, explica Cara Battersby, professora associada de Física na Universidade do Connecticut, que não participou no estudo.
“As estrelas VMP existem há milhares de milhões de anos e guardam pistas sobre a formação das primeiras gerações de estrelas do universo”, esclarece Battersby. Estudar a composição e o movimento destas estrelas pode revelar detalhes sobre as condições e dinâmicas do universo primordial, acrescentou.
A procura por estrelas pobres em metais na Via Láctea tem-se concentrado sobretudo no halo estelar da galáxia, uma enorme nuvem difusa e arredondada que rodeia o disco galáctico.
Mas alguns astrónomos acreditam que evidências de fusões ainda mais antigas podem estar escondidas mais profundamente na Via Láctea, nomeadamente no disco.
A abundância de estrelas jovens e ricas em metais, bem como a grande quantidade de poeira no disco galáctico, dificultou a identificação de estrelas pobres em metais nessa região, destaca Federico Sestito, principal autor do estudo e investigador de pós-doutoramento no Centro de Investigação em Astrofísica da Universidade de Hertfordshire, em Inglaterra.
Sestito e os colegas identificaram 20 estrelas pobres em metais surpreendentemente próximas do disco através de observações do telescópio Gaia, da Agência Espacial Europeia. O observatório espacial mapeou os movimentos e composições de dois mil milhões de estrelas da Via Láctea entre julho de 2014 e janeiro de 2025. Depois, a equipa utilizou o espectrógrafo de alta resolução do telescópio Canadá-França-Havai, perto do cume de Maunakea, no Havai, para observar essas estrelas.
A idade exata das estrelas é difícil de determinar, mas a composição química sugere que têm mais de 10 mil milhões de anos, indica Sestito. Todas estão localizadas a cerca de 7 mil anos-luz do nosso sistema solar. As estrelas também apresentam composições químicas semelhantes, sugerindo que vieram todas da mesma galáxia anã pobre em metais, segundo o estudo.
Onze das estrelas estavam numa órbita prógrada — movendo-se na mesma direção do disco galáctico — enquanto nove seguiam numa órbita retrógrada, movendo-se na direção oposta. Poderão ser restos de uma galáxia anã engolida pela Via Láctea apenas alguns milhares de milhões de anos após o Big Bang, que ocorreu há cerca de 13,8 mil milhões de anos.
Os autores do estudo acreditam que estas estrelas “capturadas” simplesmente permaneceram integradas na nossa galáxia, acabando dispersas em diferentes padrões orbitais, considera Battersby.
“Se o cenário Loki estiver correto, então um sistema fundido com a nossa galáxia pode depositar estrelas tanto em órbitas prógradas como retrógradas”, observa Sestito. “Isto só é possível se o evento de fusão aconteceu quando a Via Láctea ainda era pequena e a sua força gravitacional era mais fraca do que atualmente. Simulações cosmológicas sugerem que isto pode ter acontecido não mais de 3 ou 4 mil milhões de anos após o Big Bang.”
Hans-Walter Rix, diretor do departamento de galáxias e cosmologia do Instituto Max Planck para Astronomia, na Alemanha, afirmou que o mais impressionante do estudo é “a forma como usam a abundância detalhada de elementos químicos como impressão digital para identificar uma origem comum destas estrelas numa galáxia satélite agora destruída, apesar de algumas se moverem na direção certa e outras na direção oposta”. Rix não participou na investigação.
Sestito inspirou-se em Loki para dar nome à antiga galáxia anã porque as intenções do deus trapaceiro são difíceis de interpretar nas histórias mitológicas.
“Da mesma forma, estas estrelas capturadas deram-nos bastante trabalho para perceber a sua origem”, explica. “No início, não foi fácil conciliar a ideia de que um sistema capturado pudesse dispersar estrelas tanto em órbitas prógradas como retrógradas.”
Outra explicação possível é que as estrelas resultem de mais do que um evento de fusão com a Via Láctea, acrescenta.
Mas a ideia de as estrelas de uma única galáxia terem sido incorporadas na Via Láctea é intrigante e merece mais investigação, defende Battersby.
A história "alimentar" da Via Láctea
A Via Láctea cresceu através de canibalismo galáctico — quando uma galáxia grande “come” uma galáxia pequena e usa a força gravitacional para absorver as suas estrelas e gás. Os restos dessas refeições permitem aos astrónomos reconstruir a “história alimentar” da galáxia, explica Alexander Ji, professor assistente de Astronomia e Astrofísica na Universidade de Chicago, que também não participou na investigação.
“Há muitas pequenas fusões a acontecer constantemente, mas as grandes refeições podem alterar a história de crescimento da Via Láctea”, diz Ji.
Um desses eventos transformadores ocorreu quando a Via Láctea se fundiu com a galáxia Gaia-Sausage-Enceladus entre há 8 mil milhões e 10 mil milhões de anos.
“Pensamos que isso ajudou a ‘reiniciar’ a Via Láctea, fazendo-a passar da sua fase inicial turbulenta para o disco estável que tem hoje”, aponta Ji.
O novo estudo sugere que a fusão da Via Láctea com a galáxia Loki terá sido quase tão importante como o evento Gaia-Sausage-Enceladus. Mas as evidências estão largamente escondidas, porque os restos de Loki são difíceis de encontrar perto do disco galáctico, acrescenta Ji.
“Se isto for real, significa que estamos a perder uma parte importante da história de formação da Via Láctea, e talvez tenhamos de rever a visão atual para perceber o impacto de um evento destes”, argumenta.
Ji duvida que Loki seja uma galáxia totalmente desconhecida, uma vez que muitas potenciais descobertas de eventos de fusão acabam por revelar-se extensões de sistemas já conhecidos. Ainda assim, sublinha que os autores do estudo incluíram as devidas reservas científicas no trabalho.
“É uma nova possibilidade interessante que vale a pena explorar, e espero que haja investigadores a tentar testar se Loki é real com conjuntos de dados maiores”, conclui.
