Os astrônomos finalmente observaram algo que era previsto, mas nunca visto: um fluxo de estrelas conectando as duas nuvens de Magalhães. Ao fazer isso, eles começaram a desvendar o mistério que envolve a Grande Nuvem de Magalhães (LMC) e a Pequena Nuvem de Magalhães (SMC). E isso exigia o poder extraordinário do Observatório Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA) para fazê-lo.
As Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães (LMC e SMC) são galáxias anãs da Via Láctea. A equipe de astrônomos, liderada por um grupo da Universidade de Cambridge, concentrou-se nas nuvens e em um tipo específico de estrela muito antiga: RR Lyrae. As estrelas RR Lyrae são estrelas pulsantes que existem desde os primeiros dias das nuvens. As nuvens têm sido difíceis de estudar porque se espalham amplamente, mas a visão única de Gaia em todo o céu tornou isso mais fácil.
As nuvens de Magalhães são um pouco misteriosas. Os astrônomos querem saber se nossa teoria convencional da formação de galáxias se aplica a eles. Para descobrir, eles precisam saber quando as Nuvens se aproximaram da Via Láctea e qual era sua massa naquele momento. A equipe de Cambridge descobriu algumas pistas para ajudar a resolver esse mistério.
A equipe usou o Gaia para detectar estrelas RR Lyrae, o que lhes permitiu rastrear a extensão do LMC, algo que foi difícil de fazer até Gaia aparecer. Eles encontraram um halo de baixa luminosidade em torno do LMC que se estendia até 20 graus. Para o LMC se apegar a estrelas tão distantes, isso teria que ser muito mais massivo do que se pensava anteriormente. De fato, o LMC pode ter até 10% da massa da Via Láctea.
Isso ajudou os astrônomos a responder à questão de massa, mas para realmente entender o LMC e o SMC, eles precisavam saber quando as nuvens chegaram à Via Láctea. Mas rastrear a órbita de uma galáxia satélite é impossível. Eles se movem tão lentamente que a vida humana é um pontinho em comparação com eles. Isso torna sua órbita essencialmente inobservável.
Mas os astrônomos conseguiram encontrar a melhor coisa seguinte: o fluxo estelar, muitas vezes previsto, mas nunca observado, ou ponte de estrelas, estendendo-se entre as duas nuvens.
Um fluxo estelar se forma quando uma galáxia satélite sente a atração gravitacional de outro corpo. Nesse caso, a força gravitacional do LMC permitiu que estrelas individuais deixassem o SMC e fossem puxadas em direção ao LMC. As estrelas não saem de uma só vez, elas saem individualmente ao longo do tempo, formando um fluxo ou ponte entre os dois corpos. Essa ação deixa um traço luminoso de seu caminho ao longo do tempo.
Os astrônomos por trás deste estudo pensam que a ponte realmente tem dois componentes: estrelas retiradas do SMC pelo LMC e estrelas retiradas do LMC pela Via Láctea. Essa ponte de estrelas RR Lyrae ajuda a entender a história das interações entre os três corpos.
A interação mais recente entre as nuvens ocorreu cerca de 200 milhões de anos atrás. Naquele momento, as nuvens passaram perto uma da outra. Essa ação formou não uma, mas duas pontes: uma de estrelas e outra de gás. Ao medir o deslocamento entre a ponte estelar e a ponte de gás, eles esperam diminuir a densidade da coroa de gás que cerca a Via Láctea.
A densidade da Corona Galáctica da Via Láctea é o segundo mistério que os astrônomos esperam resolver usando o Observatório Gaia.
A Corona Galáctica é composta de gás ionizado em densidade muito baixa. Isso dificulta a observação. Mas os astrônomos o examinam intensamente porque acham que a coroa pode abrigar a maior parte da matéria bariônica em falta. Todo mundo já ouviu falar de Dark Matter, a matéria que compõe 95% da matéria no universo. Dark Matter é algo diferente da matéria normal que compõe coisas familiares como estrelas, planetas e nós.
Os outros 5% da matéria são bariônicos, os átomos familiares sobre os quais todos aprendemos. Mas só podemos responder por metade dos 5% de matéria bariônica que achamos que deve existir. O resto é chamado de matéria bariônica ausente, e os astrônomos pensam que provavelmente está na coroa galáctica, mas eles não conseguiram medi-la.
Compreender a densidade da Corona Galáctica alimenta a compreensão das Nuvens de Magalhães e sua história. Isso ocorre porque as pontes de estrelas e gás que se formaram entre as Pequenas e as Grandes Nuvens de Magalhães se moveram inicialmente na mesma velocidade. Mas ao se aproximarem da corona da Via Láctea, a corona exercia força sobre as estrelas e o gás. Como as estrelas são pequenas e densas em relação ao gás, elas viajaram pela coroa sem alterar sua velocidade.
Mas o gás se comportou de maneira diferente. O gás era basicamente hidrogênio neutro e muito difuso, e seu encontro com a coroa da Via Láctea diminuiu consideravelmente. Isso criou o deslocamento entre os dois fluxos.
A equipe comparou os locais atuais dos fluxos de gás e estrelas. Levando em consideração a densidade do gás, e também por quanto tempo as duas nuvens estão na corona, elas poderiam estimar a densidade da própria corona.
Quando o fizeram, seus resultados mostraram que a matéria bariônica ausente poderia ser explicada na coroa. Ou pelo menos uma fração significativa disso poderia. Então, qual é o resultado final de todo esse trabalho?
Parece que todo esse trabalho confirma que as nuvens grandes e pequenas de Magalhães estão em conformidade com a nossa teoria convencional da formação de galáxias.
Mistério resolvido. Muito bem, ciência.
