Astrônomos identificaram pela primeira vez a borda do disco de formação estelar da Via Láctea. A pesquisa mais recente mostra que a atividade de formação estelar da Via Láctea está concentrada principalmente a cerca de 40.000 anos-luz do centro galáctico. Embora ainda existam estrelas fora desta faixa, a maioria delas não nasceu localmente, mas é mais provável que tenham migrado gradualmente do interior da Via Láctea.
De acordo com as regras gerais de evolução das galáxias de disco, a formação de estrelas geralmente exibe as características de avanço "de dentro para fora": a galáxia primeiro forma estrelas na região central e, em seguida, a área de formação de estrelas se expande gradualmente para fora. Portanto, geralmente quanto mais longe do centro, mais jovem é a estrela. O estudo, liderado por Carl Fitney e concluído sob a orientação de Joseph Caruana e Victor DeBatista, analisou mais de 100.000 estrelas gigantes e, combinado com simulações computacionais avançadas, descobriu que este padrão se inverte numa região a cerca de 35.000 a 40.000 anos-luz do centro galáctico: para além desta distância, as estrelas envelhecem novamente.
A equipe de pesquisa apontou que essa mudança formou uma típica “distribuição etária em forma de U”. A área correspondente ao ponto mais baixo da curva representa um declínio acentuado na atividade de formação estelar e é, portanto, considerada o limite do disco de formação estelar da Via Láctea. Os pesquisadores disseram que até onde se estende o disco de formação de estrelas da Via Láctea tem sido uma importante questão não resolvida na "arqueologia galáctica". Ao mapear a distribuição das mudanças da idade estelar ao longo do disco galáctico, esta questão obteve finalmente uma resposta mais clara e quantificável.
Em termos de fontes de dados, este estudo utilizou de forma abrangente dois dados de pesquisa espectral, LAMOST e APOGEE, bem como medições do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia. Os objetos de pesquisa são principalmente estrelas gigantes vermelhas, porque a idade dessas estrelas pode ser estimada com alta precisão. Resultados relevantes foram publicados em "Astronomy & Astrophysics".
Quanto às estrelas fora da fronteira, os investigadores acreditam que muito provavelmente não são produzidas in situ, mas não estão a fundir entradas de galáxias anãs alienígenas ou galáxias satélites. Uma explicação mais razoável é que estas estrelas se formaram originalmente no disco interno da Via Láctea e depois migraram gradualmente para fora durante um longo período de tempo. Victor DeBattista, membro da equipa de investigação, destacou que a maioria das estrelas do disco exterior movem-se em órbitas quase circulares, o que significa que devem ter-se formado no próprio disco galáctico, e não a partir de um sistema externo.
Os investigadores descrevem este processo como sendo como um surfista a ser empurrado para a costa por uma onda: as ondas de densidade agitadas pelos braços espirais da Via Láctea continuarão a empurrar estrelas para fora e, eventualmente, "transportá-las" para regiões mais exteriores. Como leva mais tempo para migrar para locais mais distantes, as estrelas mais externas tendem a ser as mais antigas. É este mecanismo de migração para fora que faz com que a idade das estrelas aumente novamente para além da borda do disco de formação estelar.
Na verdade, distribuições de idade semelhantes em forma de U apareceram anteriormente em simulações de galáxias de disco e também foram inferidas indiretamente a partir de estudos observacionais de outras galáxias. Isto significa que a Via Láctea não é um caso especial, mas segue um padrão de evolução mais geral de galáxias de disco; a fronteira identificada desta vez provavelmente corresponde a uma estrutura giratória universal na evolução das galáxias espirais.
No entanto, o mecanismo que impede a formação de estrelas além deste limite ainda não está claro. Os investigadores propuseram duas explicações possíveis: primeiro, a gravidade da estrutura da barra central da Via Láctea pode restringir o gás dentro de um raio específico; segundo, há uma deformação óbvia na região periférica da Via Láctea, e esta estrutura curva pode perturbar o processo de formação de estrelas nas regiões exteriores.
No futuro, espera-se que uma nova geração de equipamentos de observação ajude os astrónomos a esclarecer melhor esta questão. Estes incluem o espectrógrafo 4MOST do Observatório Europeu do Sul - que viu a sua "primeira luz" em Outubro passado - e o espectrógrafo WEAVE instalado no Telescópio William Herschel em La Palma, Ilhas Canárias. À medida que o estudo da arqueologia galáctica continua a avançar, os cientistas esperam não só obter uma compreensão mais profunda do passado e do futuro da Via Láctea, mas também explicar a evolução de galáxias mais semelhantes.