Os telescópios espaciais de raios X, XMM-Newton da ESA, e Chandra da NASA, detetaram os remanescentes de três explosões brilhantes que ecoam pelos braços espirais exteriores da nossa Galáxia, a Via Láctea. Ao medirem a distância até esses ecos, descobriram que os braços exteriores estão até 10% mais distantes do que pensávamos.

Talvez surpreendentemente, não sabemos muito sobre a estrutura das regiões exteriores da nossa Galáxia. É difícil observar a nossa Galáxia a partir do interior; o Sistema Solar está bem aninhado no seu disco, impedindo uma visão panorâmica, e muitas regiões estão obscurecidas por densas nuvens de poeira cósmica.

Mas isto está a mudar: aprendemos imenso desde o lançamento do telescópio espacial Gaia da ESA, dedicado ao estudo das estrelas. Utilizando dados recolhidos pelo Gaia, os cientistas estão atualmente a mapear a Via Láctea com mais pormenor do que nunca, medindo distâncias precisas até às suas estrelas. Antes do Gaia, nem sequer tínhamos a certeza se a nossa Galáxia tinha dois ou quatro braços espirais (agora sabemos que a resposta é quatro).

Agora, outra missão da ESA descobriu uma nova forma de mapear os confins da nossa Galáxia. "Normalmente, modelamos os braços exteriores da Via Láctea de forma indireta, com base no que sabemos sobre a rotação da nossa Galáxia, mas fazê-lo desta forma deixa margem para erros", afirma Beatrice Vaia, do INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), em Itália, que liderou a investigação no âmbito do seu doutoramento.

As imagens incluem dados de raios X do Chandra e dados óticos do Pan-STARRS. A imagem composta mostra anéis de raios X gerados por uma erupção de raios gama (GRB), uma fonte brilhante de raios X localizada fora da nossa Galáxia. Num fenómeno denominado "ecos de luz", os raios X do GRB refletiram-se nas nuvens de poeira dos braços espirais da nossa Galáxia. Os diâmetros dos anéis nos dados do Chandra indicam as distâncias das nuvens de poeira em relação à Terra, sendo que os anéis maiores são gerados por nuvens de poeira mais próximas de nós. O GRB está localizado no centro dos círculos que definem os anéis, à esquerda dos dados de raios X delimitados pelo quadrado branco. Crédito: raios X - NASA/CXC/INAF/B. Vaia et al.; ótico - Pan-STARRS; processamento de imagem - NASA/CXC/SAO/N. Wolk & P. Edmonds

"Em vez disso, fizemos algo novo: analisámos o rescaldo de três explosões cósmicas que ocorreram em galáxias muito mais distantes. Estas explosões lançaram raios X que ecoaram por vários dos braços exteriores da Via Láctea – e medimos diretamente as distâncias até a esses ecos".

Os raios X foram emitidos por três explosões brilhantes conhecidas como GRBs ("gamma-ray bursts", em português erupções de raios gama). Os raios X foram refletidos e dispersados por grãos de poeira nos braços espirais da Via Láctea, formando anéis brilhantes que foram depois detetados pelo XMM-Newton e pelo Chandra.

Ao estudar a forma como estes ecos em forma de anel se expandiram lentamente ao longo do tempo, Beatrice e os seus colegas conseguiram determinar com precisão a distância dos grãos de poeira que causaram a dispersão. Como estes se encontram em nuvens dentro dos braços da nossa Galáxia, a equipa conseguiu medir diretamente a distância dos braços. Além de confirmarem a distância conhecida do braço de Perseu, os cientistas descobriram que dois dos braços da Via Láctea - o Braço Exterior de Scutum-Centaurus e o Braço Exterior - se situam até 10% mais longe do que pensávamos.

Agora rotulada, esta representação artística mostra a estrutura da nossa Galáxia, a Via Láctea, com base em dados da missão Gaia da ESA, e ilustra como os cientistas reveram a posição dos seus braços exteriores graças às observações da missão XMM-Newton da ESA e do Chandra da NASA. Crédito: ESA/Gaia/DPAC, Stefan Payne-Wardenaar, ESA/XMM-Newton e NASA/Chandra

Um esforço conjunto

Embora o Gaia tenha revolucionado a nossa compreensão da Via Láctea, as medições de distância disponibilizadas até agora pelo telescópio são menos precisas no que diz respeito aos braços exteriores. A utilização de raios X para determinar as distâncias até às nuvens de poeira, tal como fizeram aqui o XMM-Newton e o Chandra, é altamente precisa a distâncias maiores, permitindo à equipa de investigação rever o mapa da parte exterior da Via Láctea.

"Esta descoberta é um excelente exemplo de como missões mais antigas da ESA - tais como o XMM-Newton, lançado em 1999 - continuam a desempenhar um papel extremamente importante na exploração do Universo", afirma Erik Kuulkers, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.

"Já na sua terceira década, o XMM-Newton continua a proporcionar um fluxo constante de descobertas científicas revolucionárias sobre tudo, desde o GRB mais brilhante de sempre, passando por estrelas a serem dilaceradas por buracos negros, até instantâneos em raios X de Marte. É ainda mais emocionante quando as missões unem forças, como aconteceu neste caso. Juntas, podem revelar imenso sobre os céus que nos rodeiam".

O que sabemos sobre a nossa Galáxia continuará a aumentar nos próximos anos. A par dos dados cada vez mais detalhados das quarta e quinta publicações de dados do Gaia (previstas para dezembro de 2026 e após o final de 2030, respetivamente), o observatório de raios X de próxima geração da ESA, NewAthena, está prestes a transformar a astronomia de raios X e a permitir que os cientistas explorem ecos de raios X muito mais ténues nos confins da nossa Galáxia.

// ESA (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// Chandra/Harvard (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

Quer saber mais?

Via Láctea:
Wikipedia
SEDS
Braço Exterior de Scutum-Centaurus (Wikipedia)
Braço Exterior (Wikipedia)

GRB ("gamma-ray burst", em português erupção de raios gama):
Wikipedia

Observatório XMM-Newton:
ESA
Wikipedia

Observatório de raios X Chandra:
NASA
Universidade de Harvard
Wikipedia

Gaia:
ESA
Página da ESA para a comunidade científica
Arquivo de dados do Gaia (ESA)
Wikipedia

NewAthena (New Advanced Telescope for High-ENergy Astrophysics):
ESA