A Via Láctea tem um anel interno, fora do núcleo

Usando informações do segundo lançamento de dados do Gaia, uma equipe de cientistas fez estimativas refinadas da massa da Via Láctea. Crédito: ESA/Gaia/DPAC

No século passado, os astrônomos aprenderam muito sobre o cosmos e nosso lugar nele. Desde a descoberta de que o Universo está em constante estado de expansão até a descoberta do Fundo Cósmico de Microondas (CMB) e do modelo cosmológico do Big Bang, nossa percepção do cosmos se expandiu imensamente. E, no entanto, muitas das descobertas astronômicas mais profundas ainda ocorrem em nosso quintal cósmico – a Via Láctea.

Em comparação com outras galáxias, que os astrônomos podem resolver com relativa facilidade, a estrutura e o tamanho da Via Láctea têm sido objeto de descobertas contínuas. O mais recente vem do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), onde os cientistas encontraram um anel interno de estrelas ricas em metal, até então desconhecido, fora da Barra Galáctica. A existência deste anel revelou novos insights sobre a formação de estrelas nesta região da galáxia durante o início de sua história.

Determinar a estrutura e o tamanho da Via Láctea sempre foi prejudicado pelo fato de estarmos situados dentro do disco galáctico da Via Láctea, perto de um de seus braços espirais. Deste ponto de vista, as estrelas são obscurecidas por densas nuvens de gás e poeira, especialmente em direção ao centro da Via Láctea. Isso tornou particularmente difícil determinar a estrutura da Via Láctea interna.

Um mistério duradouro sobre nossa galáxia é se ela tinha ou não anéis internos formadores de estrelas, que foram vistos em outras galáxias de disco. Felizmente, os cientistas do MPE passaram a última década combinando dados de várias campanhas de observação – incluindo a pesquisa APOGEE e o Observatório de Gaia – com simulações avançadas de computador. O resultado foi um modelo de última geração da Via Láctea interior que revelou uma barra lenta com uma protuberância em forma de amendoim. Essa protuberância é povoada por estrelas que se formaram de quatro a nove bilhões de anos atrás, com um pico de idade entre seis e oito bilhões de anos. 

A pesquisa APOGEE é uma campanha espectroscópica estelar em grande escala conduzida pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS), localizado no Apache Point Observatory, no Novo México. Esta pesquisa foi realizada em comprimentos de onda do infravermelho próximo, o que permite observações que não seriam possíveis na luz óptica. Em particular, as observações IR do APOGEE permitem que ele veja através das regiões empoeiradas da Via Láctea, como o disco e a protuberância. 

Isso permitiu que a equipe do MPE determinasse as abundâncias de elementos, posições, velocidades de linha de visão e idades aproximadas de todas as estrelas no bojo recém-observado. Enquanto isso, os dados obtidos pela missão Gaia da ESA forneceram medições precisas das posições e movimentos próprios dessas estrelas. A equipe então combinou todas essas observações com um modelo que eles criaram do funcionamento da Via Láctea interna. Como Shola M. Wylie, Ph.D. estudante do MPE e principal autor do estudo, explicou:

“Integramos mais de 30.000 estrelas da pesquisa APOGEE com dados adicionais de Gaia em nosso potencial de barra-protuberância da Via Láctea para obter as órbitas completas dessas estrelas. E com essas órbitas, podemos efetivamente ver por trás do bojo galáctico, bem como outras regiões espaciais não cobertas pelas pesquisas. Ao redor da barra central, encontramos uma estrutura de anel interno que é mais rica em metais do que a barra e onde as estrelas têm idades mais jovens, em torno de 7 bilhões de anos.”

Para separar as estrelas no anel e as estruturas das barras, a equipe observou o quanto suas órbitas se desviavam de um círculo (ou seja, sua excentricidade). A partir disso, eles descobriram que as estrelas no anel são mais jovens e mais ricas em metal do que as estrelas na barra e estão mais concentradas em direção ao plano galáctico. Isso sugere que as estrelas no anel estelar devem ter continuado a se formar a partir do influxo de gás depois que a barra estava no lugar. 

Portanto, os astrônomos podem usar a idade das estrelas do anel interno para analisar a história da formação da Via Láctea. Com base na idade média das estrelas, a equipe do MPE estima que a barra galática se formou há pelo menos 7 bilhões de anos. No momento, não está claro se existe uma conexão entre o anel interno recém-descoberto e os braços espirais da galáxia e se o gás está sendo canalizado para um anel interno fino de formação de estrelas, como é visto em outras galáxias espirais.

Com os telescópios de próxima geração se tornando operacionais, pesquisas galácticas mais detalhadas serão possíveis. Quando combinados com modelos aumentados (que serão possíveis usando software mais sofisticado), esses dados permitirão aos astrônomos aprender mais sobre como a estrutura do anel transita para o disco circundante na Via Láctea. O estudo que descreve suas descobertas, intitulado “ O anel interno de meia-idade da Via Láctea ”, apareceu recentemente na revista Astronomy & Astrophysics .

Fonte: universetoday.com