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A VIA LÁCTEA EM TRÊS DIMENSÕES
6 de agosto de 2019

 


O Telescópio Warsaw e as Cefeidas da Via Láctea descobertas pelo levantamento OGLE.
Crédito: K. Ulaczyk/J. Skowron/OGLE/Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia

 

Quando Galileu apontou o seu primeiro telescópio à Via Láctea no início do século XVII, ele notou que consiste principalmente de inúmeras estrelas. Desde aquela época, o estudo das propriedades e da história da nossa Galáxia tem absorvido muitas gerações de cientistas. Na revista Science, astrónomos polacos do Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia apresentaram um mapa tridimensional único da Via Láctea. O mapa fornece informações sobre a estrutura e sobre a história da nossa Galáxia.

Desde o século XVII que os astrónomos estão cientes de que a Terra, o Sol e os outros planetas do Sistema Solar, juntamente com milhares de milhões de estrelas vistas com telescópios, formam a nossa Galáxia. Estas estrelas, se observadas longe das luzes da cidade, parecem "leite derramado" no céu e formam a faixa da Via Láctea.

Atualmente, pensa-se que a Via Láctea é uma típica galáxia espiral barrada que consiste de uma região central em forma de barra rodeada por um disco plano de gás, poeira e estrelas. O disco compreende quatro braços espirais e tem um diâmetro de aproximadamente 120.000 anos-luz. O Sistema Solar está localizado dentro do disco, a cerca de 27.000 anos-luz do Centro Galáctico, e é por isso que as estrelas do disco, vistas de dentro, parecem uma faixa ténue no céu - a Via Láctea.

O conhecimento atual sobre a forma do disco da Via Láctea é baseado em vários elementos (como contagens de estrelas ou observações de moléculas de gás no rádio) informados pela extrapolação de estruturas vistas noutras galáxias. No entanto, as distâncias destas características são medidas indiretamente e dependem do modelo. O método mais robusto de estudar a forma da Via Láctea seria medir diretamente as distâncias de uma grande amostra de estrelas de um tipo específico, o que permitiria a construção de um mapa tridimensional da Galáxia.

As estrelas variáveis Cefeidas são perfeitas para esta tarefa. As Cefeidas são supergigantes jovens pulsantes: o seu brilho muda com um padrão muito regular e muito bem definido, que pode variar de horas a várias dúzias de dias.

"As Cefeidas seguem uma relação entre o período de pulsação e a luminosidade, permitindo inferir a luminosidade intrínseca de uma Cefeida a partir do seu período. A distância pode então ser determinada comparando o brilho aparente e intrínseco," diz a Dra. Dorota Skowron, autora principal do estudo. Ela acrescenta: a dificuldade adicional surge da presença de poeira e gás interestelar que pode diminuir o brilho de uma Cefeida. Felizmente, as observações no infravermelho reduzem essas incertezas.

As distâncias às Cefeidas podem ser determinadas com uma precisão superior a 5%.

 

O novo mapa tridimensional da Via Láctea foi construído usando uma amostra de mais de 2400 Cefeidas, a maioria das quais foram recentemente identificadas nos dados fotométricos recolhidos pelo levantamento OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment).

"O levantamento OGLE está entre as maiores pesquisas de variabilidade do céu, monitoriza o brilho de quais dois mil milhões de estrelas. As coleções de estrelas variáveis do OGLE, incluindo as Cefeidas da Via Láctea, são as maiores do mundo e são utilizadas por muitos investigadores para vários estudos do Universo," salienta o professor Andrzej Udalski, do projeto OGLE.

O mapa tridimensional recém-construído da Via Láctea é o primeiro mapa que se baseia em distâncias diretas de milhares de objetos individuais tão distantes quanto o limite esperado do disco Galáctico. O mapa demonstra que o disco da Via Láctea não é plano, é deformado a distâncias maiores que 25.000 anos-luz de Centro Galáctico.

"A deformação do disco Galáctico já tinha sido detetada antes, mas esta é a primeira vez que podemos usar objetos individuais para traçar a sua forma em três dimensões," diz Przemek Mróz, estudante da Universidade de Varsóvia. Estrelas nas partes externas do disco da Via Láctea podem estar deslocadas do plano Galáctico até 4500 anos-luz em relação às regiões centrais da Galáxia. A deformação pode ter sido provocada por interações com galáxias satélites, gás intergaláctico ou matéria escura.

O disco Galáctico não tem uma espessura constante, cresce com a distância ao Centro Galáctico. O disco Galáctico tem cerca de 500 anos-luz de espessura perto do Sol, enquanto excede 3000 anos-luz perto da orla.

A idade das Cefeidas pode ser determinada com base nos seus períodos de pulsação, o que permitiu que os astrónomos realizassem uma tomografia etária da Via Láctea. As Cefeidas mais jovens estão localizadas perto do Centro Galáctico, enquanto que as mais velhas estão perto do limite da Via Láctea.

"Encontrámos muitas subestruturas alongadas no disco, compostas por estrelas de idade semelhante. Isto indica que as Cefeidas ali localizadas devem ter-se formado mais ou menos ao mesmo tempo num dos braços espirais. No entanto, as Cefeidas formadas num braço espiral não seguem a localização exata desse braço, porque as velocidades de rotação dos braços espirais e das estrelas são ligeiramente diferentes," explica o Dr. Jan Skowron, coautor do estudo.

Os astrónomos realizaram uma simulação simples para testar esta hipótese. Injetaram vários episódios de formação estelar nos braços espirais e atribuíram movimentos e velocidades típicas às estrelas aí presentes.

"As estruturas simuladas e observadas são surpreendentemente semelhantes. Isto mostra que a nossa ideia sobre a história recente do disco Galáctico é plausível e que pode explicar as estruturas que vemos," resume o Dr. Jan Skowron.

 


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A estrutura tridimensional da Via Láctea foi cartografada usando distâncias de Cefeidas brilhantes.
Crédito: Jan Skowron/OGLE/Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia


Galáxia deformada com a distribuição de estrelas jovens (Cefeidas) no seu disco inferida com Cefeidas da Via Láctea.
Crédito: J. Skowron/OGLE/Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia


// Universidade de Varsóvia (comunicado de imprensa)
// Universidade Estatal do Ohio (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science)

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CCVAlg - Astronomia
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SEDS

Cefeidas:
Wikipedia
SEDS

OGLE:
Página oficial
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