Um novo estudo fornece novas informações sobre como galáxias como a Via Láctea se formam, evoluem ao longo do tempo e desenvolvem padrões químicos inesperados nas suas estrelas.
Postado em Avisos mensais da Royal Astronomical SocietyO estudo explora as origens de um mistério de longa data na Via Láctea: dois grupos bem definidos de estrelas com assinaturas químicas diferentes, uma característica conhecida como “bimodalidade química”.
Quando os investigadores observam estrelas localizadas perto do Sol, identificam sempre duas grandes categorias com base nas quantidades relativas de ferro (Fe) e magnésio (Mg) que contêm. Essas categorias criam duas “sequências” separadas no mapa químico, embora se sobreponham na metalicidade (quanto estão em elementos pesados como o ferro). Esta divisão incomum tem intrigado os astrônomos há anos.
Simulações revelam como se formam as divisões químicas
Para investigar as razões do surgimento desta estrutura, investigadores do Instituto de Ciências Cosmológicas da Universidade de Barcelona (ICCUB) e do Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) utilizaram um modelo computacional avançado, denominado simulação Auriga, para recriar a formação de galáxias semelhantes à Via Láctea num universo virtual. Ao examinar 30 galáxias simuladas, a equipa procurou processos que pudessem ter moldado estas sequências químicas.
Uma imagem mais clara do desenvolvimento químico da Via Láctea ajuda os cientistas a compreender como a nossa galáxia e outras galáxias se uniram ao longo do tempo cósmico. Estes incluem a Galáxia de Andrômeda, uma galáxia companheira próxima da Via Láctea, para a qual uma bimodalidade química semelhante não foi encontrada até agora. Os insights deste trabalho também lançam luz sobre as condições do universo primitivo e o papel dos fluxos de gás e fusões passadas.
“Este estudo mostra que a estrutura química da Via Láctea não é um modelo universal”, disse o autor principal Matthew Orkney, investigador do ICCUB e do Instituto Catalão de Investigação Espacial (IEEC).
“As galáxias podem seguir caminhos diferentes para alcançar resultados semelhantes, e a diversidade é a chave para compreender a evolução das galáxias.”
Múltiplos caminhos para a estrutura química dupla da Via Láctea
Os resultados mostram que galáxias como a Via Láctea podem formar duas sequências químicas diferentes através de vários caminhos diferentes. Uma possibilidade é que períodos de intensa formação estelar sejam seguidos por períodos mais calmos. A outra envolve mudanças no gás que flui do ambiente circundante para a galáxia.
O estudo também desafia interpretações anteriores da galáxia menor Gaia-Sausage-Enceladus (GSE). Embora esta colisão anterior tenha afetado a Via Láctea, as simulações mostram que não foi necessária nenhuma perturbação química. Em vez disso, o gás pobre em metais do meio circungaláctico (CGM) parece ter desempenhado um papel central na geração do segundo ramo de estrelas.
Os investigadores descobriram que as formas específicas destas duas sequências químicas estão intimamente relacionadas com a história de formação estelar da galáxia.
Novas observações ajudarão a testar essas previsões
À medida que observatórios como o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e missões futuras como PLATO e Chronos coletam dados mais precisos, os cientistas serão capazes de testar essas previsões de simulação e refinar modelos de evolução galáctica.
Chervin Laporte do ICCUB-IEEC, CNRS-Observatoire de Paris e Kavli IPMU disse: “Este estudo prevê que outras galáxias deverão exibir diversas sequências químicas. Isto será em breve explorado na era dos telescópios de 30 m, quando tais estudos de galáxias externas se tornarão rotina.”
“Em última análise, estes também nos ajudarão a refinar ainda mais o caminho da evolução física da Via Láctea.”
