Astrônomos identificam possível galáxia “engolida” pela Via Láctea há 10 bilhões de anos

Há 10 bilhões de anos, a Via Láctea ainda era uma galáxia em formação. Ela não tinha o formato espiral elegante que vemos hoje nas imagens.

Essa bebê era um sistema caótico, cercado por pequenas galáxias que orbitavam ao seu redor e acabavam sendo lentamente engolidas. Agora, astrônomos acreditam ter encontrado vestígios de uma dessas vítimas antigas: uma galáxia anã apelidada de Loki.

Os pesquisadores encontraram possíveis “ossos” de Loki, que consistem em um pequeno grupo de estrelas muito antigas espalhadas dentro da própria Via Láctea. Elas carregam marcas químicas e trajetórias incomuns que sugerem uma origem diferente da maioria das estrelas ao redor.

O estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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No passado distante

Para entender a descoberta, é preciso voltar ao começo do universo. Logo após o Big Bang, o cosmos era formado quase inteiramente por hidrogênio e hélio. 

As primeiras estrelas nasceram a partir desses elementos. Dentro delas, reações nucleares começaram a fabricar elementos mais pesados, como carbono, ferro e oxigênio. 

Quando algumas dessas estrelas explodiam em supernovas, espalhavam esses materiais pelo espaço, enriquecendo o gás que daria origem às gerações seguintes de estrelas com novos elementos.

Por isso, astrônomos usam a composição química das estrelas como uma espécie de “registro fóssil” do universo. 

Estrelas muito antigas têm poucos elementos pesados; já estrelas mais recentes, como o Sol, são ricas nesses materiais porque nasceram depois de bilhões de anos dessa reciclagem cósmica.

A origem de Loki

No estudo, os pesquisadores analisaram 20 estrelas extremamente pobres em metais localizadas relativamente perto do Sol, a cerca de 6.500 anos-luz de distância (sim, isso é próximo nos padrões astronômicos).

Elas chamaram atenção porque orbitam perto do disco da Via Láctea, a região achatada onde ficam a maioria das estrelas da galáxia. Só que, em geral, estrelas tão antigas e pobres em metais costumam estar no halo galáctico, uma região mais espalhada e esférica que envolve a Via Láctea. Encontrá-las tão próximas do disco sugere que alguma coisa diferente aconteceu no passado.

Para investigar, os cientistas usaram um espectrógrafo do Telescópio Canadá-França-Havaí, no Havaí. O instrumento separa a luz das estrelas em diferentes comprimentos de onda, permitindo identificar quais elementos químicos existem nelas.

Também entraram na análise os dados do telescópio espacial Gaia, da Agência Espacial Europeia, que mede com precisão a posição e o movimento das estrelas. Com isso, os pesquisadores reconstruíram as órbitas desses objetos dentro da Via Láctea.

Foi aí que o quebra-cabeça ficou ainda mais esquisito.

Parte das estrelas gira ao redor da galáxia no mesmo sentido da rotação da Via Láctea. Outras seguem no sentido contrário. Em astronomia, isso é chamado de movimento prógrado e retrógrado.

Normalmente, populações com movimentos tão diferentes indicariam origens diferentes. Mas apesar das órbitas opostas, as estrelas tinham praticamente a mesma assinatura química. Isso sugere que elas nasceram no mesmo lugar. O que explica, ao mesmo tempo, essas duas coisas?

A hipótese que melhor encaixou nos dados foi a de uma fusão galáctica extremamente antiga.

Os pesquisadores usaram simulações computacionais da formação de galáxias para testar o cenário. Os modelos mostraram que, se uma pequena galáxia tivesse colidido com a jovem Via Láctea quando ela ainda estava em formação, as estrelas poderiam ter sido espalhadas em várias direções diferentes. Isso explicaria por que hoje algumas orbitam em sentido prógrado e outras em sentido retrógrado.

Segundo as simulações, essa fusão provavelmente aconteceu cerca de 3 bilhões de anos após o Big Bang, mais de 10 bilhões de anos atrás. A galáxia perdida recebeu o apelido de Loki.

“Loki, na mitologia nórdica, é o deus da trapaça e, como um trapaceiro, suas intenções são difíceis de decifrar”, disse o astrofísico Federico Sestito, autor principal do estudo, ao portal Live Science. “Da mesma forma, nossas estrelas formadas pela acreção nos deram trabalho para entender sua origem.”

Os pesquisadores estimam que Loki tinha massa equivalente a cerca de 1,4 bilhão de sóis. Era uma galáxia anã, muito menor que a Via Láctea, mas ainda assim grande o suficiente para deixar marcas detectáveis bilhões de anos depois.

A composição química das estrelas também reforça a hipótese. Os cientistas encontraram sinais de que o sistema original passou por eventos violentos, como supernovas muito energéticas, hipernovas e até fusões de estrelas de nêutrons. 

Essas explosões ajudaram a enriquecer o ambiente com elementos químicos específicos que ainda aparecem nas estrelas observadas hoje.

Outro detalhe importante é que as assinaturas químicas dessas estrelas lembram as vistas em galáxias anãs conhecidas, e não as típicas estrelas do halo da Via Láctea. Em outras palavras, elas parecem estrangeiras.

A descoberta reforça que galáxias grandes são montadas aos pedaços. A Via Láctea não nasceu pronta. Ela cresceu devorando sistemas menores ao longo de bilhões de anos. Os astrônomos já haviam identificado evidências de outras fusões antigas, como a famosa Gaia-Salsicha-Enceladus, uma galáxia anã que colidiu com a nossa no passado distante.

Loki pode ser mais uma peça desse quebra-cabeça cósmico. Mas ainda existem dúvidas.

O próprio estudo reconhece limitações importantes. A amostra analisada é pequena, de apenas 20 estrelas. Observar objetos tão antigos exige muito tempo de telescópio. Segundo Sestito, cada estrela demanda cerca de quatro horas de observação.

Além disso, há outra possibilidade. Talvez essas estrelas não pertençam a uma única galáxia perdida, mas a dois sistemas diferentes que tiveram histórias químicas quase idênticas. Os autores consideram essa hipótese menos provável, mas ainda possível.

O astrofísico Anirudh Chiti, da Universidade Stanford, que não participou da pesquisa, disse ao Live Science que o resultado é “intrigante”, mas ainda inconclusivo. “Este é um bom exemplo do tipo de descoberta que essas amostras poderiam revelar ou confirmar”, afirmou.

Os próximos anos devem trazer respostas melhores. Projetos astronômicos como WEAVE e 4MOST vão mapear a composição química de centenas de milhares de estrelas da Via Láctea com precisão inédita.

Se Loki realmente existiu, esses levantamentos podem revelar muito mais estrelas vindas dela, espalhadas pela galáxia como fragmentos de um acidente cósmico ocorrido bilhões de anos antes do surgimento do Sol, da Terra e da própria vida.