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Nossa Via Láctea não é tão única quanto pensávamos – há uma galáxia gêmea a 320 milhões de anos-luz de distância

Nossa Via Láctea não é tão única quanto pensávamos – há uma galáxia gêmea a 320 milhões de anos-luz de distância

Jogo feito no espaço

Não é nenhuma surpresa que a Via Láctea seja a galáxia mais estudada do universo, visto que é onde vivemos.

Mas estudar apenas uma galáxia pode nos dizer muito sobre os processos complexos pelos quais as galáxias se formam e evoluem.

Uma questão crucial que não pode ser resolvida sem olhar mais longe é se a Via Láctea é uma galáxia comum, ou se é incomum ou mesmo única.

Nossa pesquisa, publicada hoje no The Astrophysical Journal Letters , sugere que o primeiro é verdade. Os principais detalhes da estrutura de nossa galáxia são compartilhados por outras galáxias próximas, sugerindo que nossa casa não é tão especial.

Um mapa de todo o céu da Via Láctea do satélite Gaia da ESA.

À primeira vista, não há razão para suspeitar que nossa galáxia seja notável. Entre os bilhões de galáxias no universo observável, a nossa não é a maior, a mais antiga ou a mais massiva. Ela se parece muito com todas as outras galáxias espirais, que é o tipo mais comum de galáxia.

Mas quando olhamos em detalhes para a estrutura e química da Via Láctea, ela começa a se destacar.

De lado (onde é impossível distinguir os braços espirais), parece uma panqueca com um pêssego no meio. Os astrônomos sabem disso há pelo menos um século.

No entanto, essa imagem simples mudou em 1983, quando pesquisadores usando telescópios australianos descobriram um antigo componente de “disco espesso” na Via Láctea. Essa estrutura tênue é invisível a olho nu, ao contrário do disco fino dominante (a parte em forma de panqueca), que é claramente visível em uma noite clara como uma faixa de estrelas no céu.

O disco fino, onde reside nosso Sol, tem cerca de 1.000 anos-luz de espessura e cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro, e passa pelo meio do disco espesso, no mesmo plano. O disco espesso, apropriadamente, é muito mais espesso, tendo alguns milhares de anos-luz de espessura, mas é muito menos densamente povoado por estrelas.

Uma descoberta recente interessante é que os discos grossos e finos contêm tipos muito diferentes de estrelas. As estrelas no disco fino tendem a ter uma alta proporção de elementos pesados, como ferro (“metais”, no jargão da astronomia) e quantidades relativamente pequenas de “elementos alfa” (carbono, oxigênio, magnésio, silício e alguns outros) . As estrelas de disco espesso, entretanto, têm cerca de 100 vezes menos metais, mas significativamente mais dos elementos alfa.

Essa estrutura de disco duplo, com suas populações de estrelas muito distintas, é muito difícil de replicar em simulações de computador. Por muito tempo, modelos de computador com a mesma estrutura só podiam ser criados em um cenário específico envolvendo uma galáxia de médio porte colidindo com a nossa, há cerca de nove bilhões de anos. Simulações sugeriram que esse processo era incrivelmente raro: apenas uma em 20 galáxias superficialmente semelhantes à Via Láctea experimentou uma colisão que resultou em discos grossos e finos distintos .

Se esse cenário estivesse correto, galáxias como a Via Láctea seriam tão raras quanto dentes de galinha.

Nossa pesquisa teve como objetivo testar essa previsão clara. Nós estudamos um punhado de galáxias amplamente semelhantes à Via Láctea, usando o Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) no Very Large Telescope no European Southern Observatory, no Chile.

A espectroscopia – dividindo a luz de uma galáxia em muitas cores diferentes – nos permite determinar a composição química de suas estrelas. O que torna o MUSE um instrumento extremamente poderoso é que obtemos 90.000 espectros em uma única observação, transformando cada local da galáxia em um espectro.

Uma galáxia em particular – UGC10738, que está a aproximadamente 320 milhões de anos-luz de distância – se destacou por causa de sua orientação lateral, que nos permitiu separar as estrelas do disco fino e grosso e depois compará-las.

Descobrimos que as composições químicas das estrelas em UGC 10738 são extremamente semelhantes às da Via Láctea. Encontramos estrelas ricas em metal e pobres em magnésio concentradas em um disco fino ao longo do centro da galáxia, com um grupo distinto de estrelas pobres em metal e ricas em magnésio acima e abaixo disso, na região do disco espesso.

Essa galáxia distante é notavelmente semelhante à nossa. O que, por sua vez, significa que provavelmente não há nada de notável na Via Láctea, afinal.

A Via Láctea sobre o Very Large Telescope no Observatório do Paranal do ESO. 
Crédito: A. Russell / ESO

Nossa descoberta tem várias implicações. Primeiro, sugere que as características do disco na Via Láctea podem ser o resultado de um caminho de formação padrão que todas as galáxias seguem. Isso é apoiado pela identificação de estruturas semelhantes em galáxias não semelhantes à Via Láctea.

Em segundo lugar, o fato de nossa galáxia ser relativamente normal é extremamente emocionante. Isso implica que a Via Láctea pode atuar como um projeto ou modelo para a formação de galáxias.

Isso significa que nossa galáxia (que é obviamente a mais fácil de estudar) pode conter a chave para desvendar a história cósmica de todo o universo.

Finalmente, e sendo um pouco especulativo aqui, a Via Láctea é a única galáxia que sabemos que contém vida. Novas pesquisas sugerem que eventos em escala galáctica podem ter desempenhado um papel crucial na formação de nosso sistema solar . A recente explosão de descobertas de exoplanetas mostrou que sistemas como esse são comuns em toda a galáxia, sugerindo que a vida poderia encontrar muitos lares possíveis dentro dela.

Agora que sabemos que a história da Via Láctea foi provavelmente semelhante a muitos bilhões de outras galáxias, parece cada vez mais provável que elas também possam ser um bom lar para a vida.

Em última análise, seja o que for que as pesquisas futuras nos ensinem, a Via Láctea continuará sendo nosso lar. E isso o torna especial – embora nossa pesquisa sugira que, em outro sentido, não é nada especial.

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