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Astrofísicos reconstroem a árvore genealógica da Via Láctea

Uma equipe de astrofísicos usou IA para descobrir quais aglomerados de estrelas se fundiram para formar nossa galáxia.

Árvore de fusão galáctica da Via Láctea.

• Os cientistas usam inteligência artificial para reconstruir os aglomerados globulares que se fundiram para formar nossa galáxia, a Via Láctea.
• Os pesquisadores fizeram simulações em uma rede neural para descobrir a história e detalhes sobre nossos ancestrais galácticos.
• Eles descobriram que uma colisão com uma galáxia anterior chamada 'Kraken' era tão poderosa que transformou a Via Láctea.

A Via Láctea, a galáxia que contém nosso Sistema Solar, tem cerca de 13,6 bilhões de anos. Mas o que havia antes? Uma pergunta carregada que os cientistas estão cada vez mais perto de responder. Uma equipe de astrofísicos reconstruiu a ancestralidade cósmica de nossa galáxia. Eles descobriram sua árvore genealógica usando inteligência artificial para analisar aglomerados globulares que orbitam a Via Láctea.

Aglomerados globulares são coleções de até um milhão de estrelas, quase tão antigas quanto o próprio Universo. Mais de 150 aglomerados desse tipo estão presentes na Via Láctea. Os cientistas acreditam que muitos deles foram criados em galáxias menores que se fundiram para formar nossa galáxia. Os astrônomos os tratam como 'fósseis' para fazer a engenharia reversa da história de nossa casa no espaço. O último estudo permitiu que a equipe de pesquisa fizesse exatamente isso.

O grupo liderado porDr. Diederik Kruijssen da University of Heidelberg (ZAH) e Dr. Joel Pfeffer da Liverpool John Moores Universitymodelou a história da fusão da Via Láctea. Eles projetaram simulações de computador sofisticadas chamadas E-MOSAICS para representar um modelo completo da criação, evolução e extinção de aglomerados globulares. Os pesquisadores relacionaram as idades, a química e os movimentos orbitais desses aglomerados à composição das galáxias anteriores que os formaram, há mais de 10 bilhões de anos. A análise permitiu aos cientistas identificar quantas estrelas as galáxias progenitoras tinham, bem como quando sua fusão formando a Via Láctea ocorreu.

'O principal desafio de conectar as propriedades dos aglomerados globulares à história de fusão de sua galáxia hospedeira sempre foi que a montagem da galáxia é um processo extremamente confuso, durante o qual as órbitas dos aglomerados globulares são completamente reorganizadas,' Kruijssen apontou.

Veja como as simulações do E-MOSAICS mostram a formação de uma galáxia como a Via Láctea:

Depois de treinar sua rede neural artificial para investigar a história da fusão galáctica, os pesquisadorestestou o algoritmo dezenas de milhares de vezes nas simulações e ficaram surpresos com a precisão com que ele foi capaz de reconstruir as histórias de fusão das galáxias simuladas, usando apenas suas populações de aglomerados globulares, ' de acordo com para Kruijssen.

Para mergulhar fundo na pré-história de nossa galáxia, os pesquisadores direcionaram sua IA para estudar aglomerados globais que eles suspeitavam terem se formado nas galáxias progenitoras. O movimento orbital dos aglomerados informou suas previsões. A IA foi capaz de localizar as massas das estrelas e os detalhes das fusões com grande precisão. Ele também descobriu uma colisão há 11 bilhões de anos entre a Via Láctea e uma galáxia misteriosa que os cientistas apelidaram de forma evocativa de ' Quebrando. '

Crédito: D. Kruijssen / Heidelberg University

Árvore de fusão galáctica da Via Láctea. O principal progenitor da Via Láctea é mostrado pelo tronco da árvore, com a cor representando sua massa estelar. As linhas pretas mostram os cinco satélites identificados. Linhas pontilhadas cinza demonstram outras fusões que a Via Láctea provavelmente passou, mas não pôde ser conectada a um progenitor específico. Da esquerda para a direita, as seis imagens no topo listam as galáxias progenitoras identificadas: Sagitário, Sequóia, Kraken, o progenitor principal da Via Láctea, o progenitor dos riachos Helmi e Gaia-Enceladus-Salsicha.

Kruijssen chamou essa colisão com Kraken de 'a fusão mais significativa que a Via Láctea já experimentou'. Este evento teria superado a colisão com a galáxia Gaia-Enceladus-Salsicha de 9 bilhões de anos atrás e foi provavelmente muito mais transformador, já que nossa galáxia naquela época era quatro vezes menos massiva.

No geral, os pesquisadores acreditam que a Via Láctea consumiu cerca de cinco galáxias de mais de 100 milhões de estrelas, bem como 15 galáxias com 10 milhões de estrelas ou mais. Os cientistas esperam que suas descobertas sejam usadas para localizar destroços de todos os nossos ancestrais galácticos.

Confira seu estudo 'Kraken se revela - a história da fusão da Via Láctea reconstruída com as simulações do E-MOSAICS' publicado em Avisos Mensais da Royal Astronomical Society.

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