Uma corrente estelar primordial descoberta nos confins da Via Láctea tem uma proporção menor de elementos pesados do que qualquer sistema estelar conhecido em nossa galáxia. Observações com o Observatório Gemini, um programa do NOIRLab da NSF, mostraram que as estrelas neste riacho foram arrancadas de um antigo aglomerado de estrelas e são relíquias dos primeiros dias da Via Láctea, que podem fornecer informações sobre a formação das primeiras estrelas.
Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo membros da Europa, Canadá e Rússia, descobriu um fluxo único de estrelas orbitando a Via Láctea. Chamado C-19, o fluxo estelar está ao sul da espiral da Via Láctea, e sua órbita se estende por cerca de 20.000 anos-luz do centro galáctico na sua abordagem mais próxima e cerca de 90.000 anos-luz na sua mais distante. O fluxo estelar se estende por uma extensão impressionante do céu noturno – cerca de 30 vezes a largura da lua cheia – embora não seja visível a olho nu.
Usando o telescópio Gemini North – localizado no Havaí como parte do Observatório internacional Gemini, um programa do NOIRLab da NSF – e o instrumento GRACES, a equipe percebeu que o C-19 é um remanescente de um aglomerado globular. Além disso, as estrelas no fluxo possuem uma proporção excepcionalmente baixa de elementos pesados ou, como os astrônomos dizem, baixa “metalicidade”. Os aglomerados globulares foram pensados anteriormente para ter metalicidade não inferior a 0,2%, mas o C-19 tem uma metalicidade sem precedentes baixa de menos de 0,05% – mais baixa do que já foi observada para um sistema estelar na Via Láctea ou seus arredores.
A descoberta de que um fluxo de baixa metalicidade se originou de um aglomerado globular tem implicações para a formação de estrelas, aglomerados de estrelas e galáxias no início do universo. A própria existência da corrente prova que os aglomerados globulares e os primeiros blocos de construção da Via Láctea devem ter sido capazes de se formar em ambientes de baixo teor de metal, antes que sucessivas gerações de estrelas fornecessem ao universo elementos mais pesados.
“Não se sabia se os aglomerados globulares com tão poucos elementos pesados existem – algumas teorias até levantaram a hipótese de que eles não poderiam se formar”, comentou Nicolas Martin, do Observatório Astronômico de Estrasburgo, que é o principal autor do artigo da Nature relatando essa descoberta. “Outras teorias sugerem que todas teriam desaparecido há muito tempo, o que torna esta uma descoberta chave para a nossa compreensão de como as estrelas se formam no universo primitivo.”
Os membros da equipe identificaram originalmente o C-19 em dados da missão Gaia usando um algoritmo que eles projetaram especificamente para detectar fluxos estelares. As estrelas em C-19 também foram identificadas pela pesquisa Pristine – uma busca pelas estrelas de menor metalicidade dentro e ao redor da Via Láctea usando o telescópio Canadá-França-Havaí no Havaí – como sendo interessantes o suficiente para merecer acompanhamento observações. Para identificar a origem das estrelas constituintes do C-19, os astrônomos precisavam dos espectros detalhados do GRACES. A equipe também coletou dados usando um espectrógrafo montado no Gran Telescopio Canarias em La Palma, nas Ilhas Canárias.
“GRACES forneceu as pistas críticas de que o C-19 é um aglomerado globular interrompido e não a galáxia anã interrompida mais comum”, explicou Kim Venn, da Universidade de Victoria, o investigador principal das observações do GRACES. “Já sabíamos que se tratava de um fluxo muito pobre em metais, mas identificá-lo como um aglomerado globular exigia metalicidade de precisão e abundâncias químicas detalhadas disponíveis apenas com espectros de alta resolução.”
As observações de Gêmeos sugerem que o aglomerado deve ter se formado a partir das primeiras gerações de estrelas, tornando o C-19 uma notável relíquia da época em que os primeiros grupos de estrelas estavam se formando. Consequentemente, esta descoberta melhora nossa compreensão da formação de estrelas e aglomerados de estrelas que surgiram logo após o Big Bang e fornece um laboratório natural próximo de casa para estudar as estruturas mais antigas das galáxias.
“Este artefato dos tempos antigos abre uma janela direta e única para as primeiras épocas de formação de estrelas no universo”, concluiu o co-investigador Julio Navarro, da Universidade de Victoria. “Enquanto os astrônomos podem olhar para as galáxias mais distantes para estudar o universo primitivo, agora sabemos que é possível estudar as estruturas mais antigas de nossa própria galáxia como fósseis daqueles tempos antigos.”
“Esta colaboração internacional revela uma nova percepção surpreendente sobre a estrutura, evolução e formação de nossa galáxia”, acrescentou Martin Still, Diretor do Programa Gemini na National Science Foundation. “Os observatórios Gemini continuam a demonstrar avanços importantes na compreensão do nosso céu noturno, no que diz respeito ao ecossistema cósmico e ao nosso próprio lugar no universo.”
Publicado em 07/01/2022 00h38
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