A Via Láctea: Uma Galáxia em Constante Transformação e Colisão

Independentemente da época ou do ponto de vista, desde uma caverna pré-neolítica até um arranha-céu londrino pós-lockdown, a previsibilidade do céu noturno sempre foi um símbolo de permanência e estabilidade tranquilizadora para a Humanidade.

Mas essa aparente calma é enganosa. Nossa galáxia, a Via Láctea, surgiu do caos e da turbulência, e suas constelações estão repletas de migrantes, exilados e sobreviventes. Neste momento, ela começou a se esticar e distorcer novamente, puxada por uma companheira maciça e rumo a uma colisão inevitável.

Como posso ter tanta certeza? Como arqueólogo galáctico, meu trabalho é reconstruir o passado da nossa galáxia e ler os sinais de seu futuro.

Em vez de cavar o solo, uso as leis da dinâmica e da evolução estelar para vasculhar centenas de milhões de estrelas procurando as mais antigas e quimicamente peculiares entre elas, interpretando suas órbitas e reconstituindo os eventos que moldaram a Via Láctea. Entre estes eventos está uma colisão antiga que deixou marcas tão profundas que, bilhões de anos depois, ainda define a galáxia ao nosso redor.

Quero entender o que rege a vida desses enormes sistemas cósmicos: quais mudanças são inatas – a lenta evolução interna de um disco galáctico – e quais são adquiridas, impostas por colisões e fusões.

Perguntas sobre a origem da matéria escura estão na base de tudo isso. Ela é a substância invisível cuja gravidade mantém as galáxias unidas, mas cuja verdadeira identidade continua sendo um dos maiores enigmas não resolvidos da astrofísica.

A Via Láctea é a única galáxia onde os movimentos estelares podem ser medidos com extraordinário detalhe. Isso permite que nós cosmólogos construamos nosso mapa mais preciso até agora da matéria escura: até onde ela se estende, quão densa ela é ao redor do Sol, qual a sua forma e quão uniforme ou irregular ela pode ser. Se conseguirmos construir esse mapa com detalhes suficientes, poderemos começar a entender não apenas onde a matéria escura está, mas o que ela é.

Nosso trabalho foi transformado por uma revolução nos levantamentos do céu com dados abertos. Desde 2000, o Sloan Digital Sky Survey (SDSS) mostrou o que é possível quando vastos conjuntos de dados astronômicos são tornados públicos, possibilitando descobertas muito além dos objetivos para os quais o levantamento foi inicialmente criado.

E, desde 2014, o Gaia, um telescópio espacial europeu, levou essa transformação a outro nível ao mapear as posições e os movimentos de quase 2 bilhões de estrelas, transformando a galáxia em um vasto registro arqueológico. Sem ruínas, sem fragmentos e sem ossos – apenas estrelas que guardam as pistas sobre o passado.

A evidência mais clara de que algo cataclísmico ocorreu há muito tempo em nossa galáxia são os migrantes que observamos: estrelas que não nasceram na Via Láctea.

Enquanto as estrelas nativas da Via Láctea viajam principalmente juntas, circulando o centro galáctico no grande fluxo rotativo do disco, as estrelas migrantes rompem essa ordem. Elas deslizam cruzando as órbitas das estrelas locais, mergulham nas regiões internas da galáxia e, em seguida, voam de volta para sua periferia, repetidamente.

Essas órbitas incomuns andam de mãos dadas com uma química incomum. A maioria das estrelas migrantes é menos rica em elementos mais pesados do que a população nascida localmente na Via Láctea. Sua composição química é um sinal de uma taxa de evolução mais lenta, típica de uma galáxia anã.

Na Via Láctea, a maior estrutura antiga desse tipo é conhecida como Gaia-Sausage-Enceladus. Trata-se dos restos de uma galáxia há muito desaparecida que colidiu com a nossa entre 8 e 11 bilhões de anos atrás (a “salsicha” do nome da estrutura em inglês é uma referência a um padrão nos movimentos de suas estrelas).

Algumas dessas mudanças são facilmente visíveis nos dados. Estrelas do antigo disco foram espalhadas para o halo da nossa galáxia, “exiladas” do lugar onde nasceram. Um novo grupo de aglomerados estelares também foi adquirido.

Ao mesmo tempo, acreditamos que algo ainda mais significativo ocorreu. O encontro alterou a orientação do disco da Via Láctea e seu alinhamento com o halo de matéria escura.

Embora a matéria escura seja muito difusa para dominar nosso Sistema Solar, na parte externa da galáxia ela é a principal massa gravitacional – movendo-se, fluindo e, no modelo padrão, agrupando-se em uma hierarquia de aglomerados.

Ao redor da Via Láctea, essa matéria escura forma um vasto halo, muito maior do que a parte luminosa da nossa galáxia. Costumamos imaginar esse halo como uma nuvem esparsa e redonda, mas o Gaia ajudou a mostrar que essa imagem é simplista demais.

O halo escuro pode ser deformado por um grande encontro. Como um navio que começa a inclinar-se, a Via Láctea começou a inclinar-se – não de repente, não visivelmente, mas ao longo de bilhões de anos.

De forma incomum em comparação com muitas galáxias de massa semelhante, a Via Láctea teve tempo suficiente para se recuperar do choque da “fusão em forma de salsicha”. Nenhum outro cataclismo cósmico parece ter abalado nossa galáxia desde então, permitindo que ela se estabelecesse em uma vida tranquila e sem grandes acontecimentos. Isto é, até agora.

A Grande Nuvem de Magalhães (LMC, na sigla em inglês), atualmente a companheira mais maciça da nossa galáxia, já está puxando a Via Láctea, perturbando seu halo novamente. Num eco do que aconteceu há cerca de 10 bilhões de anos, a Via Láctea está sendo arrastada para uma dança acelerada com esta galáxia anã vizinha, recuando em resposta à aproximação da LMC.

Nada disso estraga a beleza do céu noturno – pelo contrário, a aprofunda. A faixa de luz serena acima de nós não é um símbolo de permanência, mas a lembrança visível de uma longa sobrevivência.

A Via Láctea foi quebrada, reconstruída e agora está sendo perturbada novamente. Suas estrelas lembram o passado; seus movimentos revelam o futuro. O que parece eterno é, na verdade, apenas um momento em uma história muito mais longa.