Descubra Shakti e Shiva

Visualização da Via Láctea, com as estrelas identificadas por Khyati Malhan e Hans-Walter Rex no conjunto de dados Gaia DR3 como pertencentes a Shiva e Shakti, também mostradas como pontos coloridos. As estrelas de Shiva são mostradas em verde e as estrelas de Shakti são mostradas em rosa. A completa ausência de sinais verdes e rosa em algumas regiões não significa que não existam estrelas Shiva ou Shakti ali, já que o conjunto de dados utilizado neste estudo cobre apenas regiões específicas da nossa galáxia. Crédito: S. Payne-Wardenar / K. Malhan / MPIA

Astrônomos identificaram o que dois desses planetas poderiam ser via LácteaOs blocos de construção mais antigos de Shakti e Shiva parecem ser os restos de duas galáxias que se fundiram há 12 a 13 mil milhões de anos com uma versão inicial da Via Láctea, contribuindo para o crescimento inicial da nossa galáxia natal. A nova descoberta é o equivalente astronômico de arqueólogos identificarem vestígios de um assentamento inicial que hoje se transformou em uma grande cidade. Foi necessária a combinação de dados sobre quase 6 milhões de estrelas da missão Gaia da Agência Espacial Europeia com medições da pesquisa SDSS. Os resultados foram publicados em Jornal Astrofísico.

A história inicial da nossa galáxia-mãe, a Via Láctea, é uma história de união com galáxias menores, resultando em blocos de construção bastante grandes. Agora, Khyati Malhan e Hans-Walter Rex, do Instituto Max Planck de Astronomia, conseguiram identificar o que poderiam ser alguns dos blocos de construção mais antigos que ainda hoje podem ser reconhecidos como tal: fragmentos de uma protogaláxia que se fundiu com uma versão inicial da nossa galáxia. galáxia. A Via Láctea ocorreu há 12 a 13 bilhões de anos, no início da era de formação de galáxias no universo.

Os componentes, que os astrônomos chamaram de Shakti e Shiva, foram identificados combinando dados do satélite astrométrico Gaia da Agência Espacial Europeia com dados da pesquisa SDSS. Para os astrônomos, o resultado equivale a encontrar vestígios de um assentamento inicial que se transformou hoje em uma grande cidade.

Rastreando as origens das estrelas que vieram de outras galáxias

Quando as galáxias colidem e se fundem, vários processos ocorrem em paralelo. Cada galáxia contém seu próprio reservatório de gás hidrogênio. Após o impacto, essas nuvens de gás hidrogênio são desestabilizadas e muitas novas estrelas são formadas dentro delas. É claro que as próximas galáxias já têm suas próprias estrelas e, no processo de fusão, as estrelas das galáxias se misturarão. No longo prazo, essas “estrelas de acreção” também formarão alguns dos aglomerados estelares da galáxia recém-fundida. Uma vez concluído o processo de fusão, pode parecer inútil determinar quais estrelas vieram de qual galáxia anterior. Mas, na realidade, existem pelo menos algumas maneiras de rastrear a sua linhagem estelar.

A ajuda vem da física básica. Quando as galáxias colidem e os seus aglomerados estelares se misturam, a maioria das estrelas retém propriedades muito fundamentais, que estão diretamente relacionadas com a velocidade e a direção da galáxia em que se originaram. Estrelas da mesma galáxia antes da fusão compartilham valores semelhantes tanto para sua energia quanto para o que os físicos chamam de momento angular – o momento associado ao movimento orbital, ou rotação. Para estrelas que se movem no campo gravitacional de uma galáxia, tanto a energia como o momento angular são conservados: permanecem os mesmos ao longo do tempo. Procure grandes aglomerados de estrelas com valores de energia e momento angular semelhantes e incomuns – e é provável que você encontre restos de fusão.

Indicadores adicionais podem ajudar na identificação. As estrelas que se formaram mais recentemente contêm elementos mais pesados, o que os astrónomos chamam de “metais”, do que as estrelas que se formaram há muito tempo. Quanto menor o teor de metal (“metalicidade”), mais cedo a estrela se formou. Ao tentar identificar estrelas que realmente existiram há 13 bilhões de anos, deve-se procurar estrelas com teor de metal muito baixo (“pobres em metal”).

Fósseis virtuais em um grande conjunto de dados

A identificação de estrelas que se juntaram à nossa Via Láctea como partes de outra galáxia só se tornou possível há relativamente pouco tempo. Requer conjuntos de dados grandes e de alta qualidade, e a análise envolve examinar os dados de maneira inteligente para determinar a classe de objetos que estão sendo investigados. Este tipo de conjunto de dados só está disponível há alguns anos. O satélite astrométrico Gaia da ESA fornece um conjunto de dados ideal para este tipo de big data para a arqueologia galáctica. Lançado em 2013, produziu um conjunto de dados cada vez mais preciso ao longo da última década, que agora inclui as posições, mudanças na posição e distâncias de quase 1,5 mil milhões de estrelas na nossa galáxia.

Os dados de Gaia revolucionaram os estudos da dinâmica estelar na nossa Galáxia e já levaram à descoberta de subestruturas até então desconhecidas. Isto inclui a chamada Gaia Enceladus/Sausage Stream, um remanescente da maior e mais recente fusão da nossa galáxia, entre 8 e 11 mil milhões de anos atrás. Também inclui duas estruturas identificadas em 2022: a Corrente Pontus identificada por Malhan e colegas, e o “pobre e velho núcleo” da Via Láctea identificado por Rex e colegas. Esta última é um grupo de estrelas que foram recentemente formadas durante as fusões iniciais que criaram a Via Láctea primordial, e continuam a residir na região central da nossa galáxia.

Efeitos de Shakti e Shiva

Na sua investigação atual, Malhan e Rex usaram dados de Gaia juntamente com espectros estelares detalhados do Sloan Digital Sky Survey (DR17). Este último fornece informações detalhadas sobre a composição química das estrelas. “Observámos que, para uma determinada população de estrelas pobres em metais, as estrelas estavam aglomeradas em torno de duas combinações específicas de energia e momento angular,” diz Malhan.

Em contraste com o “pobre coração velho”, que também era visível nesses diagramas, os dois aglomerados estelares com ideias semelhantes tinham um momento angular relativamente grande, consistente com aglomerados estelares que faziam parte de galáxias separadas que se fundiram com a Via Láctea. estrada. Malhan chamou essas duas estruturas de Shakti e Shiva, sendo a última uma das principais divindades do hinduísmo e a primeira uma força cósmica feminina frequentemente descrita como consorte de Shiva.

Seus valores de energia e momento angular, bem como sua metalicidade geralmente baixa, equivalentes aos do “pobre e velho núcleo”, fazem de Shakti e Shiva bons candidatos para alguns dos primeiros ancestrais de nossa Galáxia, a Via Láctea. “Shakti e Shiva podem ser as primeiras adições ao 'pobre coração velho' da nossa Via Láctea, fazendo com que ela comece a crescer e se tornar uma grande galáxia”, diz Rex.

Várias pesquisas já em andamento ou programadas para começar nos próximos dois anos prometem dados adicionais relevantes, tanto espectros (SDSS-V, 4MOST) quanto distâncias precisas (LSST/Observatório Rubin), que permitirão aos astrônomos tomar uma decisão firme sobre o que.. Ainda não se sabe se Shakti e Shiva representam realmente um vislumbre da pré-história mais antiga da nossa galáxia natal.

Referência: “Shiva e Shakti: Presumíveis Fragmentos Protogalácticos na Via Láctea Interior” por Khayati Malhan e Hans-Walter Rex, 21 de março de 2024, Jornal Astrofísico.
doi: 10.3847/1538-4357/ad1885