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Chandra da NASA examina a Via Láctea à distância de um braço
Um novo resultado usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA mostra que os braços espirais externos da Via Láctea podem ser mais largos do que se pensava anteriormente. Esta descoberta pode levar os astrónomos a ajustar a sua compreensão da estrutura da nossa galáxia natal.
Uma equipa de astrónomos fez esta descoberta fazendo medições precisas das distâncias às nuvens de poeira nos braços espirais da Via Láctea, usando dados do Chandra da NASA e do XMM-Newton, uma missão da ESA (Agência Espacial Europeia) com contribuições da NASA. Os resultados são descritos em um novo artigo publicado quarta-feira na revista Astronomy & Astrophysics.
Os investigadores determinaram as distâncias estudando anéis em torno de explosões de raios gama, algumas das explosões de luz mais brilhantes do Universo, que surgem do colapso de estrelas massivas ou da fusão de estrelas de neutrões. Eles estão localizados a distâncias enormes, muito além dos limites da nossa galáxia.
Esta técnica de medição de distância capitalizou o fenómeno dos ecos de luz, onde a luz da explosão de raios gama ricocheteou nas nuvens de poeira nos braços espirais. Os diâmetros dos anéis nos raios X indicam as distâncias à Terra, sendo os anéis maiores gerados por nuvens de poeira mais próximas de nós.
“Esta é uma forma muito direta – baseada apenas na geometria – de medir com precisão as distâncias até aos braços espirais da Via Láctea,” disse Beatrice Vaia, que liderou o estudo enquanto era estudante de doutoramento num programa conjunto entre a Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia e a Universidade de Trento, em Itália. “A maioria dos outros métodos baseiam-se em suposições sobre a rotação da Via Láctea, que se tornam cada vez mais incertas nas regiões exteriores da nossa galáxia.”
Apesar de um século de conhecimento dos braços espirais da Via Láctea, os astrónomos ainda estão a trabalhar no sentido de uma caracterização precisa dos seus braços devido à posição da Terra dentro de um deles. Poeira e gás também bloqueiam a visão de outros braços.
Os investigadores usaram três explosões diferentes de raios gama para determinar as distâncias a três braços espirais na Via Láctea. Em ordem crescente de distância do Centro Galáctico, eles são os braços Perseu, o Externo e o Braço Externo Scutum-Centaurus. Ao longo da direção de uma das explosões, eles descobriram que os braços Externo e Externo do Scutum-Centaurus estão cerca de 10% mais distantes do que os astrônomos pensavam anteriormente.
“As diferenças são pequenas, mas qualquer revisão destas distâncias é importante porque são fundamentais para a compreensão da nossa galáxia,” disse a co-autora Ilaria Fornasiero, que era estudante de doutoramento no mesmo programa que o autor principal. “Por exemplo, isto pode significar que os astrónomos terão de rever as estimativas da massa da galáxia, porque isso afecta a extensão dos braços.”
A equipa também utilizou os seus dados para estimar que a nuvem de poeira no braço mais distante tem cerca de 3.500 anos-luz de largura. Estas descobertas mostram que as suas medições se aplicam a toda a espessura do braço espiral, em vez de uma nuvem de poeira aleatória e isolada que pode não ser totalmente representativa da localização do braço.
Embora esta técnica tenha proporcionado grandes melhorias na precisão, de acordo com os investigadores, pode ser difícil utilizá-la para medições adicionais porque as explosões brilhantes de raios gama que são visíveis através do plano da galáxia são raras.
“Contamos com o universo para nos fornecer estes eventos e, até agora, ao longo de 25 anos, só encontrámos alguns que podemos usar”, disse a co-autora Andrea Tiengo da Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia. “Dito isto, continuaremos à procura de mais.”
O Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra. O Centro de Raios-X Chandra do Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo de Burlington, Massachusetts.
Leia mais no Observatório de Raios-X Chandra da NASA
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Este lançamento apresenta um pequeno vídeo e uma série de imagens, todas relacionadas a uma compreensão atualizada da estrutura da nossa galáxia natal. Ao estudar anéis de ecos de luz de raios X, os investigadores acreditam agora que dois dos braços espirais da Via Láctea podem estar mais distantes do centro da galáxia do que se pensava anteriormente.
A compreensão atualizada da estrutura da Via Láctea é destacada num pequeno vídeo, que compara duas imagens conceituais de artistas. Em ambas as imagens, a nossa galáxia espiral, a Via Láctea, é mostrada de frente. Tem um núcleo branco brilhante com vários braços que saem em espiral do centro, como nuvens longas e finas girando no sentido anti-horário. Os dois braços mais longos fazem uma rotação completa da galáxia espiral e curvam-se totalmente para o canto superior direito das imagens.
A primeira imagem do vídeo mostra a compreensão anterior da Via Láctea. Aqui, os dois braços mais longos estão enrolados em torno do núcleo em uma espiral bastante estreita. Na segunda imagem, que representa o entendimento atualizado, os dois braços mais longos estão espiralados de forma mais livre. Visualmente, isto significa que há mais espaço aberto entre os braços curvos, que estão mais distantes do núcleo brilhante da galáxia. O vídeo alterna entre as duas imagens conceituais do artista para ilustrar as diferenças estruturais entre os dois entendimentos.
Essas descobertas são ainda mostradas por uma imagem estática que sobrepõe o novo entendimento ao entendimento anterior. Na ilustração conceitual deste artista, linhas pontilhadas e cores diferentes são usadas para diferenciar os dois.
Uma equipa de astrónomos fez esta descoberta estudando explosões de raios gama que ricocheteiam nas nuvens de poeira nos braços espirais da galáxia. Os anéis de raios X resultantes, conhecidos como ecos de luz, foram detectados e mapeados pelo Observatório de Raios X Chandra da NASA e pelo XMM-Newton da ESA. Numa imagem de dados suplementares, os ecos de luz assemelham-se a arcos concêntricos de pontos azuis néon que se arrastam por um céu salpicado.
A identificação da posição dos braços espirais da Via Láctea através dos ecos de luz de raios X permitiu aos astrónomos usar a geometria, em vez de suposições sobre a rotação da galáxia, para compreender melhor a estrutura da nossa galáxia.
