A fusão entre a Via Láctea e a galáxia de Andrómeda (M31) é esperada para ocorrer em aproximadamente 4,5 mil milhões de anos. Este evento cósmico, conhecido como uma “colisão galáctica”, não será uma colisão no sentido tradicional, mas sim uma interação gravitacional complexa, onde as estrelas e sistemas estelares de ambas as galáxias serão reconfigurados num novo formato. Contudo, alguns astrofísicos já equacionam estar já a acontecer este evento!
Estrelas super-rápidas de Andrómeda podem já estar aqui
Poderão as estrelas lançadas da vizinha galáxia de Andrómeda estar já a atravessar a Via Láctea?
A resposta é positiva, segundo afirmou um grupo de astrónomos em 12 de março de 2024. Depois de analisarem os dados da sonda Gaia, colocaram a hipótese de algumas das estrelas mais rápidas que atravessam a Via Láctea poderem vir do exterior desta.
Embora os investigadores não tenham a certeza, a exploração desta intrigante possibilidade continua. O grupo – os astrofísicos Lukas Gülzow, Malcolm Fairbairn e Dominik J. Schwarz – concentrou-se em estrelas que se movem extremamente depressa na nossa galáxia. Estas estrelas de hipervelocidade pertencem à classe de objetos estelares mais rápidos que se conhece.
A primeira descoberta, em 1988, move-se a 2,4 milhões de KM/h. Isso equivale a cerca de 700 km por segundo!
Para descobrir se tinham razão, o trio construiu para si próprio um par de galáxias, num computador, claro:
Por isso, simulamos estrelas de hipervelocidade originárias de Andrómeda com condições iniciais baseadas em atributos de estrelas de alta velocidade medidas na Via Láctea e num modelo simples para o potencial gravitacional de Andrómeda e da Via Láctea.
O potencial gravitacional é a quantidade de energia necessária para mover um objeto. A revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society publicou os seus resultados na edição de abril de 2024.
Andrómeda está em rota de colisão connosco!
Andrómeda – uma galáxia maior do que a nossa – vem na nossa direção. A cada minuto do nosso relógio terrestre esta galáxia aproxima-se 113 quilómetros. Mas não se assustem ainda.
Os volumes da Via Láctea e de Andrómeda ainda estão separados por cerca de 2,5 milhões de anos-luz. Isso significa que estes grandes membros da nossa vizinhança cósmica – o Grupo Local – só começarão a misturar-se de facto daqui a cerca de 5 mil milhões de anos. E isso faz com que seja algo com que nos devemos preocupar mais tarde.
Exceto que, tecnicamente, a fusão já está a acontecer. Mais ou menos. Uma investigação publicada em 2022 sugere que os halos galácticos já se estão a tocar. Os halos galácticos são esferas de estrelas, poeira e matéria escura que rodeiam muitas galáxias, se não a maioria.
E são grandes. O halo galáctico da Via Láctea tem pelo menos 2 milhões de anos-luz de diâmetro. O halo de Andrómeda, maior, tem aproximadamente o mesmo tamanho, mas é irregular.
Ilustração dos halos interior e exterior da Via Láctea. Um halo é uma nuvem esférica de estrelas que envolve uma galáxia.NASA, ESA, and A. Feild [STScI]
Quantas estrelas vizinhas existem já na Via Láctea?
Desde que a primeira estrela de hipervelocidade foi descoberta em 1988, foram detetadas várias outras no interior da Via Láctea. A questão é: quantas delas vieram de fora da galáxia? Mais especificamente, quantas são de Andrómeda?
Enquanto esperamos que a grande maioria das estrelas de hipervelocidade na nossa galáxia tenha origem aqui, esperamos que o número de estrelas presentes de Andrómeda em qualquer altura seja entre 12 e 3.910, dependendo dos pressupostos do modelo.
Pode ser uma mão-cheia. Podem ser milhares, disseram os investigadores.
Esta ilustração mostra as trajetórias de colisão da nossa galáxia Via Láctea e da galáxia Andrómeda. As galáxias estão a mover-se na direção uma da outra sob a inexorável atração da gravidade entre elas. Também é mostrada uma galáxia mais pequena, Triangulum, que pode fazer parte da colisão. NASA; ESA; A. Feild e R. van der Marel, STSc
E porque é que se movem tão rapidamente?
Pensa-se que a causa de energias cinéticas tão elevadas são as interações gravitacionais entre estrelas binárias e o buraco negro supermaciço no centro da Via Láctea ou outros buracos negros maciços nesta região.
Assim, por vezes, um par de estrelas aproxima-se demasiado do monstruosamente grande buraco negro num núcleo galáctico. Então, uma das estrelas ganha velocidade suficiente para sair da sua órbita. A outra é capturada pelo buraco negro. A quantidade de impulso envolvida empurra as fugas para milhões de milhas ou quilómetros por segundo. Isto é como a técnica da fisga gravitacional usada para acelerar as naves espaciais no sistema solar.
Ilustração do efeito fisga gravitacional usado pela nave espacial Voyager 1 na sua trajetória entre 5 de setembro de 1977 e 30 de dezembro 1981.
As sondas passam perto de grandes planetas, como Júpiter, e ganham velocidade em direção aos seus destinos finais. Quando isto acontece com as estrelas, é conhecido como o mecanismo de Hills.
É possível detetar estrelas da galáxia de Andrómeda?
Segundo os investigadores, os seus modelos mostram que algumas estrelas de hipervelocidade da nossa galáxia podem ter tido origem em Andrómeda.
Contudo, para afirmarem com segurança, os astrónomos e astrofísicos precisavam conhecer o caminho que as estrelas de hipervelocidade seguiram para chegar às suas posições atuais. Foi este o método usado. Começaram por procurar estrelas de hipervelocidade presas.
Para começar, descobriram que muitas estrelas de hipervelocidade a velocidades mais baixas não são suficientemente rápidas para poderem escapar de novo à Via Láctea. Assim, uma fração significativa das estrelas de hipervelocidade que chegam de Andrómeda permanecem presas à gravidade da Via Láctea.
Para avaliar se as estrelas hipervelozes de Andrómeda que chegam à Via Láctea são excluídas pelas observações, compararam as HVSs simuladas no momento atual com dados de estrelas do Gaia DR3.
A short video navigating through the #GaiaSky DR3-large dataset (~122 million stars) in real time. #GaiaDR3 is really amazing. pic.twitter.com/cdKErgsxJC
— Gaia Sky (@GaiaSky_Dev) June 14, 2022
Gaia é uma sonda europeia que estuda a distribuição das estrelas na Via Láctea. O DR3 é o terceiro lançamento de dados das observações de Gaia. Foi publicado em junho de 2022.
Segundos os cálculos, pelo menos 10 estrelas de Andrómeda devem estar na nossa galáxia.