Ao longo de bilhões de anos, as galáxias crescem e evoluem formando novas estrelas e se fundindo com outras galáxias através de eventos apropriadamente chamados de “imigração galáctica”. Os astrônomos tentam descobrir as histórias desses eventos de imigração estudando os movimentos de estrelas individuais por toda a galáxia e seu extenso halo de estrelas e matéria escura. Essa arqueologia cósmica, no entanto, só foi possível em nossa própria galáxia, a Via Láctea, até agora.
Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu novas evidências impressionantes de um grande evento de imigração galáctica na Galáxia de Andrômeda, o grande vizinho galáctico mais próximo da Via Láctea. Os novos resultados foram obtidos com o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) do DOE no Telescópio Nicholas U. Mayall de 4 metros no Observatório Nacional de Kitt Peak, um programa do NOIRLab da NSF.
Ao medir os movimentos de quase 7.500 estrelas no halo interno da Galáxia de Andrômeda, também conhecido como Messier 31 (M31), a equipe descobriu padrões reveladores nas posições e movimentos das estrelas que revelaram como essas estrelas começaram suas vidas como parte de outra galáxia que se fundiu com a M31 há cerca de 2 bilhões de anos. Embora tais padrões tenham sido previstos pela teoria, eles nunca foram vistos com tanta clareza em qualquer galáxia.
“Nossas novas observações do grande vizinho galáctico mais próximo da Via Láctea, a Galáxia de Andrômeda, revelam evidências de um evento de imigração galáctica em detalhes requintados”, explicou Arjun Dey, astrônomo do NOIRLab da NSF e principal autor do artigo que apresenta esta pesquisa. “Embora o céu noturno possa parecer imutável, o Universo é um lugar dinâmico. Galáxias como M31 e nossa Via Láctea são construídas a partir dos blocos de construção de muitas galáxias menores ao longo da história cósmica.”
“Nunca vimos isso tão claramente nos movimentos das estrelas, nem vimos algumas das estruturas resultantes dessa fusão”, disse Sergey Koposov, astrofísico da Universidade de Edimburgo e coautor do artigo. “Nossa imagem emergente é que a história da Galáxia de Andrômeda é semelhante à da nossa própria Galáxia, a Via Láctea. Os halos internos de ambas as galáxias são dominados por um único evento de imigração.”
Esta pesquisa lança luz não apenas sobre a história de nossos vizinhos galácticos, mas também sobre a história de nossa própria galáxia. A maioria das estrelas no halo da Via Láctea foi formada em outra galáxia e depois migrou para a nossa em uma fusão galáctica de 8 a 10 bilhões de anos atrás. Estudar as relíquias de uma fusão galáctica semelhante, mas mais recente, em M31 dá aos astrônomos uma janela para um dos principais eventos do passado da Via Láctea.
Para rastrear a história da migração no M31, a equipe recorreu ao DESI. O DESI foi construído para mapear dezenas de milhões de galáxias e quasares no Universo próximo, a fim de medir o efeito da energia escura na expansão do Universo. É o mais poderoso espectrógrafo de pesquisa multiobjeto do mundo e é capaz de medir o espectro de mais de 100.000 galáxias por noite. Os recursos de classe mundial do DESI também podem ser usados mais perto de casa, no entanto, e o instrumento foi crucial para a pesquisa da equipe do M31.
“Esta ciência não poderia ter sido feita em nenhuma outra instalação do mundo. A incrível eficiência, rendimento e campo de visão do DESI o tornam o melhor sistema do mundo para realizar um levantamento das estrelas na Galáxia de Andrômeda”, disse Dey . “Em apenas algumas horas de tempo de observação, o DESI foi capaz de superar mais de uma década de espectroscopia com telescópios muito maiores”.
Embora o Telescópio Mayall tenha sido concluído há 50 anos (alcançou sua primeira luz em 1973), ele continua sendo uma instalação astronômica de classe mundial graças a atualizações contínuas e instrumentação de última geração. “Cinquenta anos parece muito tempo e, ingenuamente, pode-se pensar que é o tempo de vida natural de uma instalação”, disse o co-autor Joan R. Najita, também do NOIRLab. “Mas com renovação e reutilização, um venerável telescópio como o Mayall pode continuar a fazer descobertas surpreendentes, apesar de ser relativamente pequeno para os padrões de hoje.”
A pesquisa foi realizada em colaboração com dois alunos de graduação da Universidade de Harvard, Gabriel Maxemin e Joshua Josephy-Zack, que se conectaram ao projeto por meio do Radcliffe Institute for Advanced Study. Najita foi Radcliffe Fellow de 2021 a 2022.
A equipe agora planeja usar as capacidades inigualáveis do DESI e do Telescópio Mayall para explorar mais estrelas distantes de M31, com o objetivo de revelar sua estrutura e história de imigração em detalhes sem precedentes.
“É incrível podermos olhar para o céu e ler bilhões de anos da história de outra galáxia, conforme escritos nos movimentos de suas estrelas – cada estrela conta parte da história”, concluiu Najita. “Nossas observações iniciais excederam nossas expectativas mais loucas e agora esperamos realizar um levantamento de todo o halo M31 com DESI. Quem sabe que novas descobertas nos aguardam!”
Com informações de Science Daily.