Estrelas desgarradas supervelozes podem contar a história da Via Láctea

Estrelas supervelozes errantes podem nos contar a história da formação da Via Láctea?

A estrutura do Universo e a formação de estrelas a partir de discos concentrados de poeira cósmica tendem a se juntar dentro das galáxias. Mas no espaço intergaláctico pode haver bilhões de estrelas errantes a serem descobertas. Estas estrelas que fugiram, atiradas para fora de suas galáxias hospedeiras por interações gravitacionais, podem somar bilhões e provavelmente poderão prover detalhes da história da formação das galáxias, suas colisões e fusões.

A teoria que trata das estrelas que vagam pelo espaço intergaláctico não é nova. Estrelas ejetadas a partir de outras galáxias já foram observadas (Hyperfast Star Ejected from the Large Magellanic Cloud). Também há hipóteses que citam buracos negros errantes vagando pelo espaço. Nossa galáxia, a Via-Láctea, em si, se formou a partir de várias fusões com galáxias anãs. Como resultados destas interações colossais, bilhões de estrelas podem ter sido atiradas para fora do sistema galáctico, liberadas das suas ligações gravitacionais com a galáxia-mãe e condenadas a vagar no espaço intergaláctico para sempre.

Estrela HE 0437-5439, ejetada a partir das Nuvens de Magalhães, descoberta em 2005. Crédito: ESO.

Diversas estrelas sem rumo – aquelas que perderam os vínculos gravitacionais com suas galáxias-mãe – e estrelas que escaparam, ejetadas de suas galáxias, poderão ser descobertas em breve pelo Large Synoptic Survey Telescope, a ser construído no Chile, e pelo programa Pan-STARRS. No exemplar de 10 de dezembro do Astrophysical Journal Letters, um time de astrônomos (Maureen Teyssier, Kathryn V. Johnston e Michael Shara) liderados por Michael Shara do American Museum of Natural History explorou o tema e estimou o número mínimo de estrelas desgarradas próximas seja cerca de 0,05% da população estelar da Via Láctea, o que resulta em uma contagem na casa de bilhões. No abstract do artigo os autores explicam sua teoria:

Nós demonstramos que as estrelas além do ‘raio virial’ das galáxias podem ter sido geradas pelo impulso gravitacional recebido por uma galáxia satélite quando esta passa através do pericentro de sua órbita em relação a sua galáxia principal. Estas estrelas podem tornar-se energeticamente livres, estrelas desgarradas [que possuem velocidade de acima da velocidade de escape das suas galáxias], ou podem viajar até [a distância de] alguns ‘raios viriais’ galácticos por alguns bilhões de anos, mas permanecem energeticamente ligadas ao seu sistema galáctico (estrelas errantes). As galáxias satélites maiores (10 a 100% da massa da galáxia principal), e as demais galáxias satélites anãs em órbitas mais radiais são responsáveis pela maioria da população de estrelas ejetadas. As estrelas errantes podem ser observadas em escalas de até alguns megaparsec [Mpc] através das explosões de novas ou em escalas de centenas de Mpc através da observação das supernovas tipo Ia. A existência de tais estrelas desgarradas implica em uma população correspondente de estrelas fracamente ligadas, antigas e de alta velocidade orbitando a Via Láctea, geradas pelo mesmo mecanismo físico durante a época de formação da galáxia. Os tamanhos e propriedades destas populações combinadas deveriam gerar algumas restrições as órbitas e massas dos objetos progenitores de onde vieram, provendo uma visão sobre a história das fusões entre galáxias em geral e da Via Láctea, em particular.

Novas e Supernovas mostram indícios…

Estrela hiperveloz errante a vagar pelo espaço intergaláctico

Estrelas gigantes vermelhas e explosões de ‘novas’ já fora detectadas fora da Via Láctea, mas apenas dentro de aglomerados. Achar estrelas desgarradas individuais consiste em um grande desafio devido ao fraco brilho aparente. Por causa do mecanismo que as ejeta para fora da Via Láctea, muitas são estrelas antigas, tendo sido formadas quando a galáxia ainda era muito jovem. Contudo, as observações de ocorrências de fenômenos de novas e supernovas causadas por estrelas errantes poderão permitir que as pesquisas de larga escala encontrem algumas destas estrelas fugitivas no futuro.

A construção de um banco de dados com informações sobre estas novas e supernovas intergalácticas irá fornecer aos astrônomos uma base sólida de informações sobre suas características orbitais, as quais por sua vez iriam permitir incrementar o modelo de como a Via Láctea efetivamente se formou. Sabendo onde estas estrelas estão agora e quais são suas velocidades nos dará a informação onde elas estavam no passado. A pesquisa das estrelas de alta velocidade antigas que estão retornando a Via Láctea já é um estudo em andamento (“An Alternative Origin for Hypervelocity Stars”) e irá complementar os levantamentos de quantas estrelas desgarradas de fato existem.

Fontes e referências

1. Universe Today: Stellar Escapees Await Detection e Hyperfast Star Ejected from the Large Magellanic Cloud
2. Scientific American: Numerous “Tramp” Stars Adrift in Intergalactic Space Could Await Discovery
3. ArXiv.org: Wandering Stars: an Origin of Escaped Populations por Teyssier, Johnston e Shara
4. Iop.org: An Alternative Origin for Hypervelocity Stars
5. Astroengine: Whatever Happened to Hyper-Velocity Star HD 271791?
6. Max Planck Institute: Hyper-velocity star challenges the Galactic Centre scenario
7. Science Daily: Hyperfast Star Proven To Be Alien + Star On The Run + First Stellar Outcast Discovered
8. ESO: Star on the Run
9. Eternos Aprendizes: Buracos negros errantes vagam pela Via-Láctea

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