Ao calcular a distância do sol a milhares de estrelas pulsantes através da Via Láctea, os astrónomos traçaram agora o mapa da nossa galáxia em 3D a uma escala maior do que nunca, um novo estudo encontra.
Estas novas descobertas lançam luz sobre a forma torcida e deformada do disco da galáxia, acrescentaram os investigadores.
A Via Láctea é uma galáxia em espiral composta por uma região central em forma de barra rodeada por um disco plano de gás, poeira e estrelas com cerca de 120.000 anos-luz de largura. O nosso sistema solar está localizado a cerca de 27.000 anos-luz do centro galáctico dentro de um dos quatro braços em espiral do disco. Um ano-luz é a distância percorrida pela luz num ano: cerca de 6 triliões de milhas (10 triliões de quilómetros).
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A cosmic lighthouse
Muito do conhecimento actual sobre a forma e estrutura da Via Láctea baseia-se nas distâncias entre o Sol e vários marcos celestiais, informado por extrapolação a partir do que os astrónomos viram em outras galáxias. Contudo, as distâncias entre o sol e estes marcos são geralmente medidas indirectamente.
No novo estudo, os investigadores procuraram medir directamente as distâncias entre o sol e uma grande amostra de estrelas para ajudar a construir um mapa 3D da galáxia. Concentraram-se num tipo específico de estrela conhecido como variável Cepheid.
Cepheids são jovens estrelas super-gigantes que queimam até centenas de milhares de vezes mais brilhante do que o sol. Tal como os faróis nas margens nebulosas, os Cefeitos brilham e escurecem em ciclos previsíveis e são visíveis através das vastas nuvens de poeira interestelar que muitas vezes obscurecem as estrelas mais escuras.
Os cefeitos parecem pulsar porque o seu gás aquece e arrefece, e se expande e contrai, em padrões muito regulares que podem durar de horas a meses. A ligação bem definida entre o brilho de um Cepheid e o seu horário de pulsação significa que, ao cronometrar as suas pulsações, os astrónomos podem deduzir quão brilhante é intrinsecamente um Cepheid.
Após comparar o brilho intrínseco de um Cepheid com o seu brilho aparente – ou seja, quão brilhante aparece da Terra – os astrónomos podem então estimar a distância do Cepheid ao nosso planeta, dado o conhecimento de que as estrelas parecem mais escuras quanto mais distantes estão de nós. Os cientistas podem determinar as distâncias a Cepheids com uma precisão superior a 5%.
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A Via Láctea: Um lugar distorcido, deformado
Utilizando a Experiência de Lentes Ópticas Gravitacionais, que monitoriza o brilho de quase 2 mil milhões de estrelas, os cientistas traçaram a distância entre o sol e mais de 2.400 Cepheids ao longo da Via Láctea. “Isto levou seis anos mas valeu a pena”, disse a escritora líder do estudo Dorota Skowron, astrofísica da Universidade de Varsóvia, na Polónia, ao Space.com.
Estas descobertas ajudaram os astrónomos a construir um mapa 3D da Via Láctea em grande escala. Este é o primeiro mapa deste tipo baseado em distâncias medidas directamente a milhares de marcos celestiais através da galáxia.
O novo mapa ajudou a revelar mais detalhes sobre distorções que os astrónomos tinham detectado anteriormente na forma da Via Láctea. Especificamente, o disco da galáxia não é plano a distâncias superiores a 25.000 anos-luz do núcleo galáctico, mas deformado. Esta deformação foi potencialmente causada pelas interacções da galáxia com galáxias satélites, gás intergaláctico ou matéria escura.
“O empenamento do disco galáctico já foi detectado antes, mas esta é a primeira vez que podemos utilizar objectos individuais para traçar a sua forma em três dimensões”, disse o co-autor do estudo Przemek Mróz na Universidade de Varsóvia numa declaração.
A quantidade de empenos que os investigadores viram na Via Láctea foi surpreendentemente pronunciada, disse Skowron. “Não é um facto estatístico disponível apenas para o entendimento de um cientista”, disse ela. “É evidente a olho nu”
Astrónomos podem deduzir a idade dos Cefeitos com base nos seus padrões de pulsações. Encontraram aglomerados de Cefeitos com idades muito semelhantes.
“Isto é uma clara indicação de que foram criados em conjunto”, disse Skowron. “Podemos ver com os nossos próprios olhos e dentro da nossa própria galáxia que a formação de estrelas não é constante, mas de facto está a acontecer em explosões”
As estrelas podem ter-se formado em explosões devido a uma variedade de gatilhos, disse Skowron. Nuvens gigantes de gás interestelar podem fragmentar-se sob a sua própria gravidade, colapsando em bolsas de formação de estrelas. As fusões titânicas entre galáxias ou ventos interestelares de supernovas catastróficas também podem ter esmagado nuvens juntas em estrelas, explicou ela.
Um melhor mapa da Via Láctea
No futuro, os investigadores planeiam refinar o seu mapa 3D da Via Láctea, traçando as distâncias entre o sol e outras estrelas pulsantes conhecidas como RR Lyrae. Tal como os Cefeitos, RR Lyrae pulsa em padrões com intervalos de tempo previsíveis, mas eles existem na galáxia há muito mais tempo, disse Skowron. Isto ajudaria os cientistas a compreender como as partes mais antigas da galáxia mudaram ao longo do tempo, acrescentou ela.
Melhores mapas 3D da Via Láctea podem ajudar os cientistas a compreender melhor a sua forma. Por exemplo, “o número dos principais braços em espiral ainda é debatido; também, a gravidade da espiral dos braços”, disse Skowron.
Uma melhor compreensão da forma da galáxia poderia então, por sua vez, lançar luz sobre a sua evolução ao longo do tempo, tais como a forma como as estrelas se movem e se espalham dos seus locais de nascimento, o que as estrelas orbitam na galáxia deformada, e o que exactamente pode ter deformado a forma da galáxia em primeiro lugar, acrescentou Skowron.
Os cientistas detalharam as suas descobertas na edição de 2 de Agosto da revista Science.
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