Astrônomos mapeiam gás “escuro” misterioso na Via Láctea

Nova pesquisa expõe gás molecular escuro de CO2, anteriormente invisível aos telescópios, revelando os blocos de construção ocultos da nossa Galáxia 

Esta coleção de imagens mostra a localização do gás molecular escuro CO na constelação de Cygnus X e dados do Telescópio Green Bank da NSF do gás na latitude e longitude galácticas. Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/P.Vosteen

Uma equipe internacional de astrônomos criou os primeiros mapas em larga escala de uma forma misteriosa de matéria, conhecida como gás molecular escuro de CO2, em uma das vizinhanças de formação de estrelas mais ativas da nossa Via Láctea, Cygnus X. Suas descobertas, usando o Telescópio Green Bank da Fundação Nacional de Ciências dos EUA (NSF GBT), estão fornecendo novas pistas cruciais sobre como as estrelas se formaram na Via Láctea.

Há décadas, os cientistas sabem que a maioria das novas estrelas nasce dentro de nuvens de gás hidrogênio molecular frio. Grande parte desse hidrogênio molecular é invisível para a maioria dos telescópios — ele não emite luz que possa ser facilmente detectada. Tradicionalmente, os astrônomos buscam essas nuvens procurando por monóxido de carbono (CO), uma molécula que atua como um sinal luminoso para regiões de formação estelar.

No entanto, descobriu-se que há muito gás de formação estelar que não "acende" no CO. Esse material escuro e oculto (chamado CO - gás molecular escuro) tem sido um dos maiores pontos cegos da astronomia.

Agora, pela primeira vez, astrônomos mapearam esse gás oculto em uma enorme faixa do céu — mais de 100 vezes a área coberta pela Lua cheia — observando as linhas espectrais de rádio da recombinação de átomos, conhecidas como Linhas de Recombinação de Rádio de Carbono (CRRLs). O mapa da equipe abrange a movimentada região de Cygnus X, uma metrópole cósmica a cerca de 5.000 anos-luz de distância, repleta de estrelas recém-nascidas.

“É como acender de repente as luzes de uma sala e ver todos os tipos de estruturas que nunca soubemos que estavam lá”, diz Kimberly Emig, cientista associada do Observatório Nacional de Radioastronomia da NSF (NSF NRAO) e principal autora do novo estudo.

O novo mapa revela uma vasta rede de arcos, cristas e teias de gás escuro que serpenteiam por Cygnus X. Essas formas mostram onde o material de formação de estrelas é coletado e cultivado, antes de se tornar visível, assim como antes de se tornar visível no CO como nuvens moleculares. A pesquisa demonstra que esses tênues sinais de carbono, detectados em frequências de rádio muito baixas, são uma ferramenta incrivelmente poderosa para descobrir o gás oculto que conecta diretamente a matéria comum com a formação de novas estrelas.

O estudo descobriu que esse gás escuro não está apenas parado; ele está fluindo e se deslocando, e se movendo com velocidades muito maiores do que se imaginava anteriormente. Esses fluxos turbulentos podem moldar a rapidez com que as estrelas podem se formar. A equipe também descobriu que o brilho dessas linhas de carbono está diretamente ligado à intensa luz estelar que banha a região, destacando o poderoso papel que a radiação desempenha na reciclagem galáctica.

“Ao tornar o invisível visível, podemos finalmente rastrear como a matéria-prima em nossa galáxia é transformada de átomos simples em estruturas moleculares complexas que um dia se tornarão estrelas, planetas e possivelmente vida”, explica Emig.

“E este é apenas o começo da compreensão dessas forças até então invisíveis.” O NSF GBT tornou-se a principal ferramenta do mundo para esse tipo de pesquisa, e levantamentos ainda maiores de CRRLs (como o GBT Diffuse Ionized Gas Survey at Low Frequencies ) estão em andamento para explorar outras regiões de formação estelar da Via Láctea. Os insights coletados aqui ajudarão astrônomos ao redor do mundo a modelar como nossa Galáxia — e potencialmente outras — constrói nuvens massivas para a formação de estrelas.

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