Usando sismologia estelar para estimar a idade da Via Láctea

Uma impressão artística da Via Láctea, mostrando os discos grossos e finos. Crédito: NASA / JPL Caltech / R.Hurt / SSC

Dados obtidos pelo falecido telescópio Kepler da NASA, quando ainda estava em funcionamento estão fornecendo a solução para um antigo mistério cósmico. Os sismos estelares registrados pelo telescópio espacial Kepler da NASA têm ajudado a responder uma grande questão sobre a idade do espesso disco da Via Láctea. Em um artigo recém-publicado, uma equipe composta por 38 cientistas usaram os dados para calcular a idade do disco e chegaram a um valor de 10 bilhões de anos de vida.

Essa descoberta responde um grande mistério. Dados anteriores sobre a distribuição da idade das estrelas no disco não estavam de acordo com os modelos construídos para descrevê-lo, mas ninguém sabia onde estava o erro, nos dados, ou nos modelos, agora, com os novos dados essa busca pode ter chegado ao fim.

A Via Láctea, como muitas outras galáxias espirais, consiste de duas estruturas em forma de disco, conhecidas como disco fino e disco espesso. O disco espesso contém somente cerca de 20% do total de estrelas da Galáxia, e, com base na sua composição, acredita-se que ele seja o mais antigo dos dois discos.

Para descobrir a idade do disco, os pesquisadores usaram um método conhecido como asteriosismologia, uma maneira de identificar a estrutura interna das estrelas medindo as oscilações geradas pelos sismos estelares. Os sismos estelares geram ondas dentro das estrelas que faz com que elas vibrem. A frequência produzida nos diz coisas sobre as propriedades internas das estrelas, incluindo a sua idade. Isso é o mesmo que você, ao ouvir um instrumento musical, só pelo som poder falar sobre aquele instrumento.

Esse cálculo de idade permite que os pesquisadores essencialmente possam voltar no tempo e discernir em qual período da história do universo, quando a Via Láctea se formou. Esse é um trabalho que pode ser descrito como uma arqueologia galáctica. Nenhum dos pesquisadores, diga-se de passagem, ouviram os sons gerados pelos sismos estelares. Eles, na verdade estão observando como o movimento interno é refletido nas mudanças de brilho.

A estrelas são verdadeiros instrumentos esféricos cheios de gás, mas as suas vibrações são pequenas, então o estudo precisa ser feito com muito cuidado pelos pesquisadores. As medidas de brilho feitas pelo Kepler foram ideais para isso. O telescópio era tão sensível que ele poderia detectar a diminuição no brilho do farol de um carro se uma mosca passasse na frente.

Os dados obtidos pelo telescópio durante os 4 anos depois do seu lançamento foram usados para isso, depois em 2009, o Kepler apresentou um problema , nesse momento a informação sugerida era que as estrelas eram mais jovens no disco espesso do que os modelos previam. Isso então, fez os astrônomos pensarem, os modelos é que estariam errados, ou os dados?

Em 2013, contudo, o Kepler teve um sério problema e a NASA criou uma segunda missão para o telescópio espacial, a chamada missão K2. O projeto envolvia observar diferentes partes do céu a cada 80 dias.

O primeiro conjunto de dados já representou uma nova fonte de informação para os pesquisadores, uma análise espectroscópicas revelou que a composição química incorporada nos modelos existentes para as estrelas do disco espesso estavam erradas, o que afetou a predição de suas idades. Levando isso em consideração, os pesquisadores descobriram que os dados de asteriosismologia observados tinham um excelente ajuste com os modelos.

Os resultados forneceram uma verificação indireta forte do poder analítico da asteriosismologia para estimar a idade das estrelas, e da própria galáxia.

Como eu sempre falo, uma missão acaba mas não termina, ainda existem dados da missão K2 para serem analisados e incorporados no modelo e agora com a missão TESS mais dados serão incluídos também no modelo isso irá resultar numa estimativa mais precisa da idade de mais estrelas dentro do disco e ajudará os astrônomos a finalmente revelarem a história completa da formação da Via Láctea.

Fonte: Phys.org