HUBBLE OBSERVA MOVIMENTO DE ESTRELAS EM GALÁXIA VIZINHA
21 de Fevereiro de 2014
Usando o olho penetrante do telescópio espacial Hubble, astrónomos mediram com precisão e pela primeira vez a velocidade de rotação de uma galáxia com base no movimento das suas estrelas.
De acordo com a sua análise, a parte central da nossa galáxia vizinha, a Grande Nuvem de Magalhães (GNM), completa uma rotação a cada 250 milhões de anos. O nosso Sol leva o mesmo tempo a completar uma rotação em torno do centro da nossa Via Láctea.
A equipa do Hubble - Roeland van der Marel do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado americano de Maryland, e Nitya Kallivayalil da Universidade da Virgínia em Charlottesville - usou o telescópio para medir o movimento médio de centenas de estrelas individuais na GNM, localizada a 170.000 anos-luz de distância. O Hubble registou pequenos movimentos das estrelas durante um período de sete anos.
"O estudo desta galáxia vizinha, através do acompanhamento do movimento das estrelas, dá-nos uma melhor compreensão da estrutura interna de galáxias em disco," afirma Kallivayalil, "a velocidade de rotação de uma galáxia fornece-nos dados sobre a sua formação, e pode ser usada para calcular a sua massa."
As galáxias em forma de disco, como a Via Láctea e a GNM, geralmente giram como um carrossel. A precisão de rastreamento do Hubble fornece uma nova maneira de determinar a rotação de uma galáxia graças ao movimento próprio "de lado" das suas estrelas, vistas no plano do céu. Os astrónomos há muito que medem os movimentos laterais de objectos celestes próximos, mas esta é a primeira vez que temos precisão suficiente para ver a rotação de outra galáxia distante.
"A Grande Nuvem de Magalhães é uma galáxia importante porque está muito perto da nossa Via Láctea," realça van der Marel, autor principal de um artigo publicado a 1 de Fevereiro na revista Astrophysical Journal. "É difícil estudar a Via Láctea porque estamos a estudá-la a partir do interior, por isso tudo o que vemos está espalhado por todo o céu. Está tudo a distâncias diferentes, e estamos situados no meio. O estudo da estrutura e da rotação é muito fácil se vemos uma galáxia vizinha a partir de fora."
Ao longo do último século, os astrónomos calcularam taxas de rotação galáctica através da observação de uma ligeira mudança no espectro de luz das suas estrelas. Esta mudança é conhecida como Efeito Doppler. De um lado do disco galáctico em rotação, as estrelas que giram na direcção da Terra mostram um desvio espectral para o azul - a compressão de ondas de luz oscila devido ao movimento em direcção ao observador. As estrelas que giram para longe da Terra, no lado oposto da galáxia, mostram um desvio espectral para o vermelho - o alongamento da luz para comprimentos de onda mais avermelhados devido ao movimento para longe do observador.
Os movimentos recém-medidos do Hubble e os movimentos Doppler medidos anteriormente providenciam informações complementares acerca da velocidade de rotação da GNM. Ao combinar os resultados, a equipa do Hubble obteve uma visão totalmente tridimensional de movimentos estelares noutra galáxia.
"Ao usar o Hubble para estudar os movimentos das estrelas ao longo de vários anos, podemos, pela primeira vez, ver a rotação de uma galáxia no plano do céu," acrescenta van der Marel.
O Hubble é o único telescópio capaz de fazer este tipo de observação graça à sua grande resolução, à sua estabilidade de imagem e aos seus 24 anos no espaço.
"Se imaginarmos uma pessoa na Lua, a precisão do Hubble permitir-nos-ia determinar a que velocidade o cabelo dessa pessoa cresce," explicou van der Marel. "Esta precisão é crucial, porque os movimentos estelares aparentes são muito pequenos devido à distância da galáxia. Podemos pensar na GNM como um relógio no céu, cujos ponteiros demoram 250 milhões de anos a completar uma revolução. Sabemos que os ponteiros do relógio movem-se, mas mesmo com o Hubble precisamos de olhar para eles durante vários anos para ver qualquer tipo de movimento."
A equipa de investigação usou a câmara WFC3 (Wide Field Camera 3) e a câmara ACS (Advanced Camera for Surveys) do Hubble para observar estrelas em 22 campos espalhados pelo vasto disco da Grande Nuvem de Magalhães, situada no céu no Hemisfério Sul com cerca de 20 vezes o diâmetro aparente da Lua. As setas na imagem no topo deste artigo mostram o movimento previsto para os próximos 7 milhões de anos, tendo por base medições do Hubble.
Cada campo observado contém não apenas dúzias de estrelas da GNM, mas também um quasar de fundo, um brilhante farol de luz alimentado por um buraco negro no núcleo de uma distante galáxia activa. Os astrónomos usaram os quasares como pontos fixos de referência para medir o subtil movimento das estrelas da GNM.
Esta medição é o culminar de um trabalho em andamento com o Hubble para refinar o cálculo da velocidade de rotação da Grande Nuvem de Magalhães. Van der Marel começou por analisar a rotação da galáxia em 2002 com a criação de previsões detalhadas, agora confirmadas pelo Hubble, do que a rotação deveria ser.
"Graças à proximidade da GNM, é um ponto de referência para os estudos da evolução e população estelar," comenta Kallivayalil. "Para tal, é importante compreender a estrutura da galáxia. A nossa técnica para medir a velocidade de rotação da galáxia usando movimentos totalmente tridimensionais é um novo método de descobrir mais sobre essa estrutura. Abre uma nova janela para a nossa compreensão de como as estrelas se movimentam nas galáxias."
A equipa planeia usar o Hubble para medir os movimentos estelares na prima da GNM, a Pequena Nuvem de Magalhães, utilizando a mesma técnica. As galáxias estão interagindo, e esse estudo também deverá fornecer mais dados sobre o movimento das galáxias em torno uma da outra e em torno da Via Láctea.
Esta ilustração mostra as medições do Hubble da rotação da Grande Nuvem de Magalhães (GNM), a galáxia de tamanho normal mais próxima da nossa Via Láctea. A GNM encontra-se no céu do Hemisfério Sul, tal como visto nesta imagem terrestre.
Crédito: NASA/ESA
(clique na imagem para ver versão maior)
