Terzan 5: Webb e Hubble revelam relíquia da formação da Via Láctea

Terzan 5: Webb e Hubble revelam uma relíquia da formação da Via Láctea

Quando pensamos na história da Via Láctea, é comum imaginar uma galáxia formada lentamente ao longo de bilhões de anos, reunindo gás, poeira, estrelas e matéria escura até chegar à estrutura que observamos hoje. Mas algumas partes dessa história não estão escritas em livros ou simulações: elas estão preservadas em grupos antigos de estrelas.

Um desses objetos é Terzan 5, um sistema estelar denso localizado no bojo central da Via Láctea. Durante muito tempo, ele foi classificado como um aglomerado globular, isto é, um grupo compacto de estrelas antigas orbitando a galáxia. Porém, novas observações feitas com os telescópios espaciais James Webb e Hubble mostram que Terzan 5 é muito mais complexo do que parecia.

Segundo a NASA, os dados combinados revelam que Terzan 5 é um sistema estelar autocontido e autoenriquecido, com até quatro populações distintas de estrelas. Isso significa que ele não se formou em uma única explosão de nascimento estelar, como costuma acontecer em aglomerados globulares típicos. Em vez disso, Terzan 5 guarda registros de várias gerações de estrelas formadas em épocas diferentes.

Essa descoberta transforma Terzan 5 em uma espécie de arquivo cósmico. Ele pode ser um fragmento fóssil do bojo galáctico, uma relíquia sobrevivente da época em que a região central da Via Láctea ainda estava se formando.

O que é Terzan 5?

Terzan 5 é um sistema estelar localizado na direção da constelação de Sagitário, dentro da região central da Via Láctea. Essa área é conhecida como bojo galáctico, uma concentração densa e aproximadamente esférica de estrelas antigas no centro da nossa galáxia.

A NASA informa que Terzan 5 está a cerca de 22 mil anos-luz da Terra. Ele contém aproximadamente 2 milhões de vezes a massa do Sol em estrelas e ocupa uma região com apenas algumas dezenas de anos-luz de extensão. Isso faz dele um sistema extremamente denso e populoso.

Por muito tempo, Terzan 5 foi considerado um aglomerado globular. Aglomerados globulares são grupos antigos de estrelas, geralmente com formato arredondado, que orbitam galáxias. Eles costumam ter estrelas formadas mais ou menos na mesma época, com composição química parecida.

O problema é que Terzan 5 não se comporta como um aglomerado globular comum. Ele possui populações estelares diferentes, com idades e composições distintas. Essa diversidade indica uma história de formação mais longa, mais complexa e mais rica do que a esperada para um aglomerado globular típico.

Por que Terzan 5 era difícil de estudar?

Estudar Terzan 5 é uma tarefa complicada porque ele fica em uma das regiões mais congestionadas da Via Láctea. O bojo galáctico contém enorme quantidade de estrelas, gás e poeira. Para os telescópios, isso cria um cenário visualmente confuso, em que estrelas de Terzan 5 se misturam com estrelas da frente e do fundo da galáxia.

Além disso, a poeira interestelar bloqueia parte da luz visível. Isso dificulta a observação direta com telescópios que trabalham principalmente em comprimentos de onda visíveis. É como tentar enxergar uma cidade distante através de neblina, fumaça e milhares de luzes sobrepostas.

É justamente nesse ponto que o telescópio James Webb se torna essencial. O Webb observa o Universo principalmente no infravermelho, um tipo de luz invisível aos nossos olhos, mas muito útil para atravessar regiões empoeiradas do espaço.

Com sua visão infravermelha, o Webb conseguiu observar estrelas mais fracas e mais numerosas em Terzan 5. Isso permitiu aos pesquisadores medir com mais precisão a cor e o brilho dessas estrelas, informações fundamentais para estimar idades e separar diferentes populações estelares.

Como Webb e Hubble trabalharam juntos?

A força dessa descoberta está na combinação de dois telescópios espaciais com capacidades diferentes. O James Webb forneceu uma visão profunda no infravermelho, atravessando a poeira do bojo galáctico e revelando estrelas que antes eram difíceis de catalogar.

O Hubble, por sua vez, trouxe algo igualmente importante: tempo. Como o Hubble observa o espaço há mais de três décadas, seus dados de arquivo permitem comparar imagens feitas em épocas diferentes. No caso de Terzan 5, os pesquisadores usaram uma separação de 12 anos entre observações para medir pequenos deslocamentos das estrelas.

Esses deslocamentos são chamados de movimentos próprios. Em linguagem simples, movimento próprio é o deslocamento aparente de uma estrela no céu ao longo do tempo. Medindo esses movimentos, os astrônomos conseguem separar quais estrelas pertencem de fato a Terzan 5 e quais são apenas estrelas do bojo da Via Láctea que aparecem na mesma direção.

Essa separação é essencial. Sem ela, seria fácil misturar estrelas de Terzan 5 com estrelas da região central da galáxia e chegar a conclusões erradas. O Webb ajudou a enxergar através da poeira; o Hubble ajudou a identificar quem realmente pertence ao sistema.

Quatro gerações de estrelas

A principal descoberta é que Terzan 5 contém até quatro populações estelares distintas. Isso significa que suas estrelas não nasceram todas ao mesmo tempo.

Antes, os astrônomos já sabiam que Terzan 5 tinha duas populações de estrelas. Em 2016, dados do Hubble ajudaram a estimar que uma dessas populações havia se formado há cerca de 12 bilhões de anos, enquanto outra surgiu há aproximadamente 5 bilhões de anos.

Agora, com a combinação de dados do Webb e do Hubble, os pesquisadores encontraram evidências fortes de mais duas populações. Segundo a NASA, as idades estimadas são de aproximadamente 12,5 bilhões de anos, 4,7 bilhões de anos, 3,8 bilhões de anos e 2,5 bilhões de anos.

Essa sequência é surpreendente porque mostra que Terzan 5 teve vários episódios de formação estelar separados por longos intervalos de tempo. Em um aglomerado globular comum, espera-se normalmente uma população dominante de estrelas antigas formadas em uma fase inicial. Terzan 5, no entanto, parece ter preservado matéria suficiente para formar novas gerações.

Por isso, ele é tão importante: suas estrelas funcionam como camadas de uma escavação arqueológica. Cada geração guarda informações sobre a composição química e as condições físicas da época em que se formou.

O que significa “autoenriquecido”?

A NASA descreve Terzan 5 como um sistema autoenriquecido. Esse termo pode parecer técnico, mas a ideia é simples.

Quando estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas, elas podem explodir como supernovas. Essas explosões espalham elementos químicos pesados pelo espaço. Em astronomia, elementos mais pesados que hidrogênio e hélio são frequentemente chamados de “metais”, mesmo quando não são metais no sentido cotidiano.

Em sistemas pequenos e pouco massivos, as explosões de supernovas podem expulsar gás e elementos pesados para fora do sistema. Nesse caso, o material enriquecido se perde e não participa da formação de novas estrelas no mesmo lugar.

Terzan 5 parece ter sido diferente. Ele teria massa suficiente para reter parte desse material liberado por gerações anteriores de estrelas. Esse gás enriquecido pôde então participar da formação de novas estrelas, criando populações com composições químicas diferentes.

Em outras palavras, Terzan 5 não apenas formou estrelas: ele preservou parte dos produtos das gerações anteriores e os incorporou a gerações posteriores. É por isso que ele funciona como um registro químico da evolução estelar dentro da Via Láctea.

Por que Terzan 5 não é um aglomerado globular comum?

A diferença central está na complexidade. Um aglomerado globular típico costuma ter uma população estelar antiga e relativamente uniforme. Terzan 5, por outro lado, apresenta múltiplas populações com idades e composições diferentes.

Essa diversidade sugere que ele não é apenas um aglomerado simples, mas o remanescente de um sistema muito mais massivo. A NASA usa a expressão bulge fossil fragment, que pode ser traduzida como fragmento fóssil do bojo galáctico.

Esse nome não significa que Terzan 5 seja um fóssil biológico. Em astronomia, “fóssil” é usado para descrever algo antigo que preserva pistas de uma fase anterior da história cósmica. Terzan 5 seria, portanto, um sobrevivente de uma época em que o bojo da Via Láctea ainda estava se formando.

A ideia é que o bojo da galáxia tenha se formado a partir de muitos aglomerados, nuvens e fragmentos estelares que se misturaram ao longo do tempo. Terzan 5, por algum motivo, não se misturou completamente. Ele permaneceu como um “caroço” preservado dentro da massa maior do bojo, mantendo sua identidade própria por bilhões de anos.

Onde fica Terzan 5?

Terzan 5 aparece na direção da constelação de Sagitário, a mesma região do céu onde observamos o centro da Via Láctea. Essa região é rica em estrelas, nebulosas escuras e nuvens de poeira interestelar.

O centro da nossa galáxia não é fácil de observar em luz visível porque há muita poeira no caminho. Essa poeira absorve e espalha parte da luz, escondendo detalhes importantes. Por isso, observações em infravermelho, como as feitas pelo Webb, são especialmente úteis para estudar essa área.

Na imagem de localização divulgada pela NASA, a região central da Via Láctea aparece entre as constelações de Sagitário e Escorpião. Terzan 5 está dentro desse cenário, em uma direção onde a densidade de estrelas é enorme.

Mesmo estando a 22 mil anos-luz de distância, Terzan 5 ainda faz parte da nossa galáxia. Ele não está fora da Via Láctea; está mergulhado em uma das regiões mais antigas e movimentadas dela.

O que Terzan 5 revela sobre a formação da Via Láctea?

A Via Láctea não nasceu pronta. Como outras galáxias, ela se formou por uma combinação de acúmulo de gás, formação de estrelas, fusões, interações gravitacionais e reorganização de matéria ao longo de bilhões de anos.

O bojo galáctico, a região central mais densa da galáxia, é uma parte importante dessa história. Entender como ele se formou ajuda os cientistas a compreender a evolução da própria Via Láctea.

Terzan 5 pode ser uma peça preservada desse processo. A NASA explica que ele se parece com os aglomerados primordiais que contribuíram para formar o bojo. A diferença é que, enquanto muitos desses aglomerados se misturaram completamente à galáxia, Terzan 5 sobreviveu como um sistema reconhecível.

Isso permite aos astrônomos estudar, no presente, algo que pode ter sido comum no passado. Em vez de depender apenas de simulações ou de observar galáxias distantes, os pesquisadores podem analisar uma relíquia dentro da nossa própria galáxia.

Existe outro objeto parecido?

Segundo a NASA, há pelo menos outro objeto conhecido semelhante a Terzan 5: Liller 1. Ele também foi reclassificado de aglomerado globular para fragmento fóssil do bojo, por apresentar múltiplas gerações de estrelas.

Isso levanta uma pergunta interessante: será que existem mais objetos assim escondidos no bojo da Via Láctea?

A equipe de pesquisa pretende examinar entre 40 e 50 aglomerados globulares adicionais que orbitam dentro do bojo galáctico. O objetivo é descobrir se eles possuem apenas uma população estelar típica ou se também guardam múltiplas gerações de estrelas, como Terzan 5.

Se mais fragmentos fósseis forem encontrados, os cientistas poderão reconstruir com mais detalhe como a região central da Via Láctea se formou. Terzan 5 pode ser apenas o primeiro capítulo de uma história maior.

Por que essa descoberta também importa para galáxias distantes?

O estudo de Terzan 5 não ajuda apenas a entender a Via Láctea. Ele também pode contribuir para explicar como bojos galácticos se formam em outras galáxias.

Observações do Webb mostram que, no Universo distante, algumas galáxias jovens tinham estruturas irregulares e cheias de aglomerados de formação estelar. A ideia discutida pelos pesquisadores é que grandes discos de gás no Universo jovem podiam se fragmentar em aglomerados. Esses aglomerados migravam para o centro das galáxias e ajudavam a formar seus bojos.

Terzan 5 pode ser um exemplo local de algo parecido. Ele seria uma relíquia de um desses fragmentos antigos, preservada dentro da Via Láctea. Isso cria uma ponte entre duas escalas: a arqueologia da nossa própria galáxia e a observação de galáxias em formação no Universo distante.

Essa conexão é uma das razões pelas quais Webb e Hubble são tão importantes juntos. O Hubble oferece décadas de dados em luz visível e ultravioleta; o Webb amplia esse olhar para o infravermelho, permitindo estudar regiões empoeiradas e galáxias muito distantes.

O que ainda não sabemos?

Apesar do avanço, Terzan 5 ainda guarda perguntas abertas. Os cientistas ainda investigam por que esse sistema conseguiu sobreviver sem se misturar completamente ao bojo da Via Láctea.

Também é necessário entender melhor quantos objetos semelhantes existem. Se Terzan 5 e Liller 1 forem raros, eles podem representar exceções importantes. Se muitos outros forem encontrados, talvez revelem que fragmentos fósseis do bojo são uma peça comum na formação da galáxia.

Outra questão é reconstruir com precisão a história dinâmica de Terzan 5. Saber que ele possui várias populações estelares é uma parte da história. Entender como ele manteve gás, formou novas estrelas e resistiu às interações gravitacionais no centro da galáxia é um desafio mais amplo.

Essas incertezas não diminuem a importância da descoberta. Pelo contrário: mostram que Terzan 5 se tornou um alvo ainda mais valioso para pesquisas futuras.

Conclusão: Terzan 5 é uma janela para o passado da Via Láctea

Terzan 5 deixou de ser apenas um objeto curioso no bojo da Via Láctea. Com as observações combinadas do James Webb e do Hubble, ele passou a ser entendido como uma relíquia importante da formação da nossa galáxia.

Suas até quatro gerações de estrelas revelam uma história prolongada de formação estelar e enriquecimento químico. Isso o diferencia de aglomerados globulares comuns e reforça a ideia de que ele é um fragmento fóssil do bojo galáctico.

A descoberta mostra como a astronomia moderna funciona: telescópios diferentes, dados obtidos em épocas distintas e análises cuidadosas podem transformar a interpretação de um objeto conhecido há décadas.

Terzan 5 é uma lembrança de que a Via Láctea ainda guarda segredos antigos dentro de si. Em meio à poeira e à multidão de estrelas do centro galáctico, esse sistema preserva pistas de uma época em que a nossa galáxia ainda estava se formando.

Fonte principal

Este artigo foi produzido com base na publicação oficial da NASA: NASA Webb, Hubble Reveal History of Relic of Milky Way’s Formation.