Uma galáxia virtual do tamanho da Via Láctea evoluiu por 4 bilhões de anos e seu centro começou a crescer a partir de uma barra gigantesca

Uma simulação de galáxia semelhante à Via Láctea permitiu acompanhar quatro bilhões de anos de transformações impossíveis de observar diretamente. Desenvolvido pelo projeto SMUGGLE-Ring, o modelo mostrou uma barra de estrelas com aproximadamente 16 mil anos-luz conduzindo gás para a região central. O material alimentou o nascimento de estrelas e o crescimento de estruturas que, até então, pareciam ter histórias evolutivas independentes.

Como os cientistas construíram uma simulação de galáxia semelhante à Via Láctea?

Pesquisadores do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, na Alemanha, desenvolveram um modelo computacional que representa estrelas, gás e matéria escura. Em vez de acompanhar apenas posições estelares, a simulação incluiu processos físicos responsáveis pelo nascimento de estrelas e pelas mudanças do meio interestelar.

A equipe deixou o sistema evoluir durante quatro bilhões de anos, sem impor artificialmente uma barra central. O objetivo era investigar como duas estruturas distintas, o aglomerado estelar nuclear e o disco estelar nuclear, poderiam surgir a partir da dinâmica gravitacional e do transporte de matéria dentro da galáxia.

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Por que uma barra de 16 mil anos-luz mudou o centro da galáxia simulada?

Aproximadamente um bilhão de anos após o início do experimento, surgiu espontaneamente uma concentração alongada de estrelas. A estrutura cresceu progressivamente até alcançar cinco quiloparsecs, equivalentes a cerca de 16,3 mil anos-luz, dimensão comparável à barra observada na Via Láctea.

O desenvolvimento dessa estrutura desencadeou uma sequência de transformações:

• A barra surgiu sem ser inserida artificialmente no modelo;
• Sua gravidade modificou as órbitas do gás interestelar;
• Parte desse material perdeu momento angular e migrou para o centro;
• O acúmulo de gás favoreceu novos episódios de formação estelar;
• O disco nuclear e o aglomerado central cresceram de maneira conectada.

Uma simulação divulgada em janeiro de 2023 pelo SciTech Daily, com imagens creditadas à astrônoma Françoise Combes, mostra como barras galácticas se formam e conduzem gás para regiões centrais. O vídeo é anterior ao estudo SMUGGLE-Ring de 2026.

Como a gravidade da barra estelar consegue transportar gás para o núcleo?

Uma barra galáctica não funciona como um tubo transportador. Sua distribuição assimétrica de massa produz forças gravitacionais que alteram as órbitas do gás. Choques e interações redistribuem o momento angular, permitindo que parte do material migre para regiões internas.

Quando esse gás se concentra, pode formar estrelas. Explosões de supernovas e outros processos de retroalimentação estelar reorganizam o ambiente e provocam novos choques. Na simulação, esses episódios favoreceram o crescimento do disco nuclear de dentro para fora e continuaram alimentando o aglomerado central.

Qual estudo demonstrou a ligação entre as estruturas centrais da galáxia?

A pesquisa liderada por SungWon Kwak foi publicada em 25 de agosto de 2026 na revista Astronomy & Astrophysics. O artigo original do projeto SMUGGLE-Ring descreve uma simulação hidrodinâmica de alta resolução que acompanha a formação conjunta do disco estelar nuclear e do aglomerado estelar nuclear.

Os autores utilizaram um modelo com matéria escura dinâmica, permitindo interações gravitacionais mais realistas do que aquelas obtidas com potenciais fixos. Os resultados indicaram histórias semelhantes de crescimento e formação estelar nas duas estruturas, interrompidas por eventos específicos de incorporação de aglomerados.

Quais números revelam o crescimento da galáxia simulada ao longo de bilhões de anos?

Além da barra gigantesca, o experimento produziu aproximadamente 200 aglomerados estelares com massas superiores a 100 mil massas solares. O maior alcançou cerca de 30 milhões de massas solares e acabou capturado gravitacionalmente pela barra.

Depois de perder energia orbital por fricção dinâmica, esse aglomerado se fundiu à estrutura central aproximadamente 2,1 bilhões de anos após o início da simulação. O episódio provocou um aumento repentino de massa e tamanho, demonstrando que a evolução nuclear não depende exclusivamente do gás transportado.

O que essa simulação de galáxia semelhante à Via Láctea revela sobre nosso passado?

O principal resultado é a possibilidade de dois componentes nucleares crescerem a partir de uma fonte compartilhada de gás, mesmo apresentando tamanhos e massas diferentes quando observados. Isso oferece uma explicação para a dificuldade dos astrônomos em estabelecer relações diretas entre essas estruturas nas galáxias reais.

Entretanto, o experimento não reconstrói literalmente a história da Via Láctea. O disco nuclear produzido ficou mais extenso que o observado em nossa galáxia, e o sistema evoluiu isoladamente, sem novas fusões galácticas ou entrada externa de gás. A simulação demonstra um mecanismo fisicamente plausível, não uma sequência histórica comprovada. Novos modelos poderão testar quanto as condições iniciais alteram seus resultados.

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