Os astrônomos sabem há algum tempo que a Via Láctea e as galáxias de Andrômeda colidirão em alguma data futura. O melhor palpite para esse encontro já dura cerca de 3,75 bilhões de anos. Mas agora um novo estudo baseado no Data Release 2 da missão Gaia da ESA está trazendo alguma clareza a essa colisão futura.
A imagem geral da colisão é muito maior do que apenas a Via Láctea e Andrômeda (M31). As duas galáxias fazem parte de um grupo de galáxias chamado Grupo Local, e o Grupo Local possui um terceiro grande membro, a Galáxia do Triangulo (M33). Embora o Grupo Local contenha outras galáxias, são os três mencionados acima que compõem a maioria da massa. Dos três, a Andrômeda é a mais massiva, a Via Láctea é a segunda mais massiva e o Triângulo é o terceiro.
O Grupo Local é composto por mais de 54 galáxias diferentes, embora a maioria delas seja galáxia anã, gravitacionalmente ligada às três grandes. O centro gravitacional do grupo fica em algum lugar entre a Via Láctea e Andrômeda.
Embora uma colisão já esteja prevista há algum tempo, ainda há muita incerteza. O Telescópio Espacial Hubble e outros escopos terrestres como o Very Long Baseline Array (VLBA) forneceram as evidências observacionais para esta colisão. Com esses dados, os astrônomos puderam aprender um pouco sobre como as órbitas de Andrômeda e do Triângulo mudaram ao longo do tempo.
A Andrômeda e o Triângulo são galáxias espirais, como a Via Láctea, e estão entre 2,5 e 3 milhões de anos-luz de distância de nós. Eles também estão próximos o suficiente para potencialmente interagir gravitacionalmente, o que atrapalha as previsões de colisão.
É aqui que entra a missão Gaia da ESA.
“Precisávamos explorar os movimentos das galáxias em 3D para descobrir como elas cresceram e evoluíram e o que cria e influencia seus recursos e comportamento.“
O autor principal do estudo, Roeland van der Marel, Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI) Baltimore, EUA.
“Precisávamos explorar os movimentos das galáxias em 3D para descobrir como elas cresceram e evoluíram e o que cria e influencia seus recursos e comportamento,”, Afirma o principal autor Roeland van der Marel, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore, EUA. "Conseguimos fazer isso usando o segundo pacote de dados de alta qualidade lançado pelo Gaia.“
A missão Gaia está fazendo um mapa 3D da nossa galáxia Via Láctea e também está fazendo o mesmo para partes do Grupo Local. Enquanto 'escopos como o Hubble nos dão uma visão nítida dos outros membros do Grupo Local, eles não nos fornecem medições precisas de posições e movimentos de estrelas individuais. Essa é a missão de Gaia.
“Examinamos os dados de Gaia para identificar milhares de estrelas individuais em ambas as galáxias e estudamos como essas estrelas se moviam dentro de suas casas galácticas,”Acrescenta o co-autor Mark Fardal, também do STScI. “Embora Gaia tenha como objetivo principal estudar a Via Láctea, ela é poderosa o suficiente para detectar estrelas especialmente maciças e brilhantes em regiões próximas de formação de estrelas - mesmo em galáxias além da nossa.“
No passado, quando os astrônomos usavam o Hubble e outros observatórios para estudar os movimentos dos três maiores membros do Grupo Local, eles encontraram duas possibilidades. Ou a galáxia Triangulum está em uma órbita incrivelmente longa de seis bilhões de anos em torno de Andrômeda, mas já caiu nela no passado, ou está atualmente em sua primeira queda. Cada cenário reflete um caminho orbital diferente e, portanto, uma história e um futuro de formação diferentes para cada galáxia.
Mas agora Gaia deu aos astrônomos muito mais dados para trabalhar. Ele não apenas revela como as galáxias estão se movendo no espaço, mas também mostra sua taxa de rotação. Esses dados de taxa de rotação são cobiçados há muito tempo, desde que os astrônomos começaram a estudar a formação e a evolução das galáxias, cem anos atrás, e Gaia finalmente os entregou.
“Foi preciso um observatório tão avançado quanto Gaia para finalmente fazê-lo.“
Roeland van der Marel, STScI.
“Foi preciso um observatório tão avançado quanto Gaia para finalmente fazê-lo,”Diz Roeland. "Pela primeira vez, medimos como M31 e M33 giram no céu. Os astrônomos costumavam ver as galáxias como mundos agrupados que não poderiam ser 'ilhas' separadas, mas agora sabemos o contrário. Levou 100 anos e Gaia para finalmente medir a verdadeira e minúscula taxa de rotação do nosso vizinho galáctico mais próximo, o M31. Isso nos ajudará a entender mais sobre a natureza das galáxias.“
Os pesquisadores por trás do estudo combinaram os dados existentes com os novos dados do Gaia Release 2 para criar uma imagem mais precisa de como Andromeda e o Triangulum estão se movendo pelo espaço. Eles foram capazes de projetar isso no passado e no futuro por bilhões de anos.
“As velocidades encontradas mostram que o M33 não pode estar em uma órbita longa em torno do M31 ”, diz co-autor Ekta Patel, da Universidade do Arizona, EUA. “Nossos modelos implicam por unanimidade que o M33 deve estar no seu primeiro infall no M31.“
O estudo também revelou mais do que está reservado para a Via Láctea e Andrômeda. Em vez de uma colisão (que é mais precisamente chamada de interação das marés, já que nenhuma estrela ou planeta provavelmente colidirá), haverá um golpe mais rápido. E, em vez de ocorrer em cerca de 3,75 bilhões de anos, ocorrerá em cerca de 4,5 bilhões de anos. Ufa!
“Essa descoberta é crucial para nossa compreensão de como as galáxias evoluem e interagem. ”
Timo Prusti, Cientista do Projeto ESA Gaia
O novo artigo e os novos dados de Gaia também lançaram alguma luz sobre como galáxias como Andrômeda e Triângulo formam e evoluem.
“Essa descoberta é crucial para nosso entendimento de como as galáxias evoluem e interagem " diz Timo Prusti, cientista do projeto ESA Gaia. "Vemos características incomuns tanto no M31 quanto no M33, como fluxos deformados e caudas de gás e estrelas. Se as galáxias não se reuniram antes, elas não podem ter sido criadas pelas forças sentidas durante uma fusão. Talvez eles tenham se formado através de interações com outras galáxias, ou pela dinâmica dos gases dentro das próprias galáxias.
Fontes:
- Trabalho de Pesquisa: Primeiro Gaia Dinâmica do sistema de Andrômeda: DR2, movimentos, órbitas e rotação adequados de M31 e M33
- ESA Press Release: GAIA lança nova velocidade para colisão da Via Láctea-Andromeda
- Missão GAIA da ESA
