GAIA Cria o mapa mais completo da nossa Galáxia – E mais além
A missão Gaia da ESA produziu o catálogo de estrelas mais completo, até hoje, incluindo medições de alta precisão de aproximadamente 1,7 mil milhões de estrelas e revelando detalhes inéditos da nossa Galáxia.
Avista-se no horizonte uma multidão de descobertas, após este tão aguardado lançamento, que é baseado em 22 meses de mapeamento do céu. Os novos dados incluem posições, indicadores de distância e movimentos de mais de um milhar de milhão de estrelas, juntamente com medições de alta precisão de asteroides dentro do nosso Sistema Solar e estrelas além da nossa galáxia Via Láctea.
A análise preliminar destes dados fenomenais revela pequenos pormenores sobre a composição da população estelar da Via Láctea e sobre como as estrelas se movem, informações essenciais para investigar a formação e evolução da nossa Galáxia de origem.
“As observações coletadas por Gaia estão a redefinir os fundamentos da astronomia”, diz Günther Hasinger, Diretor de Ciência da ESA.
“Gaia é uma missão ambiciosa que depende de uma enorme colaboração humana para dar sentido a um grande volume de dados altamente complexos. Isto demonstra a necessidade de projetos de longo prazo, para garantir progresso na ciência e tecnologia espacial, e para implementar missões científicas ainda mais ousadas nas próximas décadas.”
Gaia foi lançado em dezembro de 2013 e iniciou as operações científicas no ano seguinte. O primeiro lançamento de dados, baseado em pouco mais de um ano de observações, foi publicado em 2016; continha distâncias e movimentos de dois milhões de estrelas. O novo lançamento de dados, que cobre o período entre 25 de julho de 2014 e 23 de maio de 2016, fixa as posições de quase 1,7 mil milhões de estrelas, e com uma precisão muito maior. Para algumas das estrelas mais brilhantes da pesquisa, o nível de precisão equivale a observadores na Terra serem capazes de identificar uma moeda de Euro na superfície da Lua.
Com estas medições precisas, é possível separar a paralaxe das estrelas - uma aparente mudança no céu causada pela órbita anual da Terra ao redor do Sol - dos seus verdadeiros movimentos através da Galáxia. O novo catálogo lista a paralaxe e a velocidade no céu, ou o movimento adequado, para mais de 1,3 mil milhões de estrelas. Das medições mais precisas da paralaxe, cerca de dez por cento do total, os astrónomos podem estimar diretamente as distâncias de estrelas individuais.
“O segundo lançamento de dados de Gaia representa um enorme salto em relação ao satélite Hiparcos da ESA, antecessor de Gaia e a primeira missão espacial para astrometria, que pesquisou cerca de 118.000 estrelas, há quase trinta anos,” diz Anthony Brown da Universidade de Leiden, Holanda.
Anthony é o presidente do Executivo do Consórcio de Processamento e Análise de Dados de Gaia, supervisionando a grande colaboração de cerca de 450 cientistas e engenheiros de software, encarregados da tarefa de criar o catálogo Gaia a partir dos dados do satélite.
“O grande número de estrelas por si só, com as suas posições e movimentos, faria o novo catálogo de Gaia já bastante surpreendente,” acrescenta Anthony.
“Mas há mais: este catálogo científico exclusivo inclui muitos outros tipos de dados, com informações sobre as propriedades das estrelas e outros objetos celestes, tornando este lançamento realmente excecional.”
Algo para todos
O abrangente conjunto de dados fornece uma ampla gama de tópicos para a comunidade de astronomia. Além das posições, os dados incluem informações de brilho de todas as estrelas pesquisadas e medições de cor de quase todas, além de informações sobre como o brilho e a cor de meio milhão de estrelas variáveis mudam com o tempo. Contém, também, as velocidades ao longo da linha de visão de um subconjunto de sete milhões de estrelas, as temperaturas da superfície de cerca de cem milhões e o efeito da poeira interestelar em 87 milhões.
Gaia também observa objetos no nosso Sistema Solar: o segundo lançamento de dados inclui as posições de mais de 14 mil asteroides conhecidos, o que permite a determinação precisa das suas órbitas. Uma amostra muito maior de asteroides será compilada em futuros lançamentos de Gaia.
Mais longe ainda, Gaia aproximou-se das posições de meio milhão de quasares distantes, galáxias brilhantes impulsionadas pela atividade dos buracos negros supermassivos nos seus núcleos. Estas fontes são utilizadas para definir um quadro de referência para as coordenadas celestes de todos os objetos no catálogo de Gaia, algo que é feito rotineiramente em ondas de rádio, mas agora, pela primeira vez, também está disponível em comprimentos de onda óticos.
Esperam-se grandes descobertas assim que os cientistas começarem a explorar o novo lançamento de Gaia. Um exame inicial, realizado pelo consórcio de dados para validar a qualidade do catálogo, já revelou algumas surpresas promissoras - incluindo novas descobertas sobre a evolução das estrelas.
Arqueologia galáctica
“Os novos dados de Gaia são tão poderosos que resultados empolgantes estão “a saltar” sobre nós,”diz Antonella Vallenari, do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) e do Observatório Astronómico de Pádua, Itália, vice-presidente do conselho executivo do consórcio de processamento de dados.
“Por exemplo, construímos o diagrama Hertzsprung-Russell mais detalhado de estrelas alguma vez já feito em todo o céu, e já podemos identificar algumas tendências interessantes. Parece que estamos a inaugurar uma nova era da arqueologia galáctica.”
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Batizado com o nome dos dois astrónomos que o conceberam no início do século XX, o diagrama de Hertzsprung-Russell compara o brilho intrínseco das estrelas com a sua cor, e é uma ferramenta fundamental para estudar as populações de estrelas e a sua evolução.
Uma nova versão deste diagrama, baseada em quatro milhões de estrelas, dentro de cinco mil anos-luz do Sol, selecionada do catálogo de Gaia, revela, pela primeira vez, muitos detalhes. Isto inclui a assinatura de diferentes tipos de anãs brancas - os remanescentes mortos de estrelas como o nosso Sol - de tal forma que pode ser feita uma diferenciação entre aquelas com núcleos ricos em hidrogénio e aquelas dominadas pelo hélio.
Combinado com as medições de Gaia das velocidades das estrelas, o diagrama permite aos astrónomos distinguir entre várias populações de estrelas de diferentes idades que estão localizadas em diferentes regiões da Via Láctea, como o disco e o halo, e que se formaram de diferentes maneiras. Pesquisas minuciosas adicionais sugerem que, as estrelas que se movem rapidamente e que pertencem ao halo, abrangem duas populações estelares que se originaram através de dois cenários de formação diferentes, necessitando investigações mais detalhadas.
“Gaia vai promover muito a nossa compreensão do Universo em todas as escalas cósmicas,” diz Timo Prusti, cientista do projeto Gaia da ESA.
“Mesmo na vizinhança do Sol, que é a região que achamos que melhor entendemos, Gaia está a revelar novas e empolgantes características.”
A Galáxia em 3
Para um subconjunto de estrelas, dentro de alguns milhares de anos-luz do Sol, Gaia mediu a velocidade em todas as três dimensões, revelando padrões nos movimentos das estrelas que estão a orbitar a Galáxia em velocidades similares. Estudos futuros confirmarão se esses padrões estão ligados a perturbações produzidas pela barra galáctica, uma concentração mais densa de estrelas com uma forma alongada no centro da galáxia, pela arquitetura do braço espiral da Via Láctea, ou pela interação com galáxias menores que se fundiram há milhares de milhões de anos atrás.
Na precisão de Gaia, é também possível ver os movimentos das estrelas dentro de alguns aglomerados globulares - antigos sistemas de estrelas unidos pela gravidade e encontrados no halo da Via Láctea - e dentro das nossas galáxias vizinhas, as Pequenas e Grandes Nuvens de Magalhães.
Os dados de Gaia foram utilizados para derivar as órbitas de 75 aglomerados globulares e 12 galáxias anãs que giram em torno da Via Láctea, fornecendo informações importantíssimas para estudar a evolução passada da nossa Galáxia e o seu ambiente, as forças gravitacionais que estão em jogo e a distribuição da matéria escura elusiva que permeia as galáxias.
“Gaia é a astronomia no seu melhor,” diz Fred Jansen, Diretor da missão Gaia na ESA.
“Os cientistas estarão ocupados com estes dados por muitos anos, e estamos prontos para ficar surpreendidos com a avalanche de descobertas que desvendarão os segredos da nossa galáxia.”
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