Estrelas de Mais de 10 Bilhões de Anos Revelam Novas Pistas e Desafiam Modelos da Origem do Disco Fino da Via Láctea, Segundo Pesquisa da USP

Cientistas brasileiros identificam estrelas do disco fino galáctico que são anteriores à fusão de galáxias tida como evento crucial para a formação da Via Láctea, exigindo uma revisão nos cenários cosmológicos.

Uma descoberta liderada por pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) está lançando uma nova luz sobre a complexa história da formação da Via Láctea, nossa galáxia. Ao analisar a idade de estrelas com mais de 10 bilhões de anos, o estudo aponta para uma cronologia diferente daquela tradicionalmente aceita, sugerindo que o disco fino da galáxia pode ter se formado muito antes do que se imaginava.

O trabalho, detalhado em um artigo na publicação científica The Astrophysical Journal, utilizou uma combinação de dados de telescópios sobre composição química, temperatura e distância das estrelas, processados com o auxílio do código computacional Star Horse. A pesquisa identificou centenas de estrelas que, embora apresentem características do disco fino da Via Láctea, são mais antigas do que a grande fusão galáctica que, até então, era considerada o ponto de partida para a formação dessa estrutura.

A Complexidade da Via Láctea: Discos Fino e Espesso

A Via Láctea é uma galáxia espiral, caracterizada por uma estrutura achatada onde a maioria das estrelas se distribui em um disco. Dentro desse disco, existem dois componentes principais: o disco espesso e o disco fino. A distinção entre eles reside em suas características químicas, cinemáticas (movimento) e distribuição espacial.

Segundo Lais Borbolato, doutoranda do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP e primeira autora do artigo, o disco espesso é verticalmente mais “grosso” e concentrado nas regiões internas da galáxia, com estrelas ricas em elementos como magnésio (Mg) e oxigênio (O) e movimentos intermediários. Já o disco fino, onde o Sol está localizado, é mais achatado e se estende por distâncias maiores, com estrelas mais ricas em Ferro (Fe) e Níquel (Ni), e movimentos mais rápidos e circulares.

Estrelas Antigas Redefinem a Cronologia

O modelo tradicional para a formação do disco galáctico propõe que o disco espesso se formou inteiramente antes da última grande fusão da Via Láctea com uma galáxia menor, ocorrida há cerca de 10 bilhões de anos. O disco fino, por sua vez, teria surgido posteriormente, a partir do gás trazido por essa galáxia satélite.

Contudo, a nova pesquisa desafia essa visão. “Identificamos centenas de estrelas com características do disco fino que possuem idades anteriores à fusão, comparáveis às idades das estrelas do disco espesso”, explica Borbolato. Esse achado sugere que essas estrelas não poderiam ter se formado sob o modelo tradicional, indicando que o disco fino pode ter começado a se formar simultaneamente ao disco espesso, ou seja, mais cedo do que se pensava.

Decifrando o Passado Estelar com Tecnologia Avançada

Para determinar a idade dessas estrelas, os pesquisadores utilizaram o código computacional StarHorse, desenvolvido principalmente na Alemanha por um grupo majoritariamente brasileiro. Este código integra informações de três técnicas observacionais distintas:

• Fotometria: Fornece dados sobre a temperatura da estrela.
• Espectroscopia: Revela sua composição química.
• Astrometria: Indica a distância da estrela em relação à Terra.

Ao combinar esses dados com modelos teóricos de evolução estelar, o StarHorse estima a idade mais provável de cada estrela. A precisão dessas medidas, especialmente da composição química e velocidade, foi crucial para diferenciar as estrelas pertencentes a cada disco, proporcionando uma amostra robusta para o estudo.

Implicações para a Formação Galáctica

Os resultados da pesquisa da USP indicam uma necessidade urgente de revisar os cenários de formação dos discos da Via Láctea. A existência de estrelas do disco fino com idades superiores a 10 bilhões de anos não se encaixa nos modelos atuais, que atribuem a formação dessa parte da galáxia à fusão tardia.

Essa descoberta abre caminho para a investigação de outros mecanismos de formação, capazes de explicar a origem conjunta e mais antiga desses dois componentes do disco galáctico. O estudo contou com a colaboração de diversos pesquisadores do IAG-USP, Observatório Nacional (ON), University of Chicago, Shanghai Jiao Tong University, Instituto de Astrofísica de Canarias e Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, muitos deles membros da colaboração StarHorse.

Fonte: jornal.usp.br