Gaia vê estrelas estranhas no levantamento mais detalhado da Via Láctea até à data

14 Junho, 2022 Estrelas e Ciência Estelar, Sondas e Missões Espaciais, Telescópios Profissionais Deixe um comentário

Ontem, a missão Gaia da ESA divulgou o seu novo tesouro de dados da nossa Galáxia natal. Os astrónomos descrevem estranhos “sismos estelares”, ADN estelar, movimentos assimétricos e outras informações fascinantes neste levantamento mais detalhado da Via Láctea até à data.

A missão do observatório Gaia da ESA é criar o mapa multidimensional mais preciso e completo da Via Láctea. Isto permite aos astrónomos reconstruir a estrutura da nossa Galáxia e a evolução passada ao longo de milhares de milhões de anos, e compreender melhor o ciclo de vida das estrelas e o nosso lugar no Universo.

Esta imagem mostra quatro mapas do céu feitos com os novos dados do Gaia da ESA divulgados a 13 de junho de 2022.
**1. Velocidade radial** (canto superior esquerdo)
O DR3 do Gaia da ESA mostra-nos a velocidade a que mais de 30 milhões de objetos na Via Láctea (na sua maioria estrelas) se movem em direção a nós ou para longe de nós. A isto chama-se ‘velocidade radial’. Podemos agora ver como os objectos se movem sobre uma grande porção do disco da Via Láctea.
A rotação do disco, projetada ao longo da linha de visão, é visível a partir da alternância de áreas claras (afastando-se de nós) e escuras (aproximando-se de nós). Vários objetos, cuja velocidade radial difere da do seu ambiente próximo, são visíveis por contraste.
As Grande e Pequena Nuvens de Magalhães (GNM e PNM) aparecem como pontos brilhantes no canto inferior direito da imagem. A galáxia anã de Sagitário é visível como uma ligeira faixa quase-vertical abaixo do Centro Galáctico. Vários enxames globulares aparecem como pequenos pontos na imagem, tais como 47 Tucanae, o ponto escuro à esquerda imediata da PNM.
**2. Velocidade radial e movimento próprio** (canto inferior esquerdo)
Este mapa do céu mostra o campo de velocidade da Via Láctea para ~26 milhões de estrelas. As cores mostram as velocidades radiais das estrelas ao longo da linha de visão. O azul mostra as partes do céu onde o movimento médio das estrelas está na nossa direção e o vermelho mostra as regiões onde o movimento médio está para longe de nós. As linhas visíveis na figura traçam o movimento das estrelas projetadas no céu (movimento próprio). Estas linhas mostram como a direção da velocidade das estrelas varia em função da latitude e longitude galácticas. As Grande e Pequena Nuvens de Magalhães (GNM e PNM) não são visíveis, uma vez que apenas estrelas com distâncias bem definidas foram selecionadas para fazer esta imagem.
**3. Poeira interestelar** (canto superior direito)
O Gaia não só mapeia as estrelas na nossa Galáxia, como também nos diz o que há entre as estrelas. O espaço entre as estrelas não está vazio, mas sim cheio de poeira e nuvens de gás, das quais nascem as estrelas.
Através das medições precisas das posições das estrelas e da sua luz dispersa, o Gaia permite-nos mapear a absorção da luz das estrelas pelo meio interestelar. Estes mapas fornecem-nos pistas essenciais para os mecanismos físicos da formação de estrelas, galáxias, e a história da nossa Galáxia natal.
Este mapa mostra a poeira interestelar que preenche a Via Láctea. As regiões escuras no centro do Plano Galáctico a preto são as regiões com muita poeira interestelar a desaparecer para o amarelo à medida que a quantidade de poeira diminui. As regiões azuis escuras acima e abaixo do Plano Galáctico são regiões onde há pouca poeira.
**4. Mapa químico** (canto inferior direito)
A composição das estrelas pode dizer-nos mais sobre o seu local de nascimento e a sua viagem posterior e, portanto, sobre a história da Via Láctea. Com a divulgação dos dados de ontem, o Gaia traz-nos um mapa químico da galáxia.
Com o Gaia, vemos que algumas estrelas da nossa Galáxia são feitas de material primordial, enquanto outras como o nosso Sol são feitas de matéria enriquecida por gerações anteriores de estrelas. Estrelas que estão mais próximas do Centro e do Plano da nossa Galáxia são mais ricas em metais do que estrelas a distâncias maiores.
Esta visão de todo o céu mostra uma amostra das estrelas da Via Láctea na publicação de dados de Gaia 3. A cor indica a metalicidade estelar. As estrelas mais vermelhas são mais ricas em metais.
Crédito: ESA/Gaia/DPAC

O que há de novo na terceira divulgação de dados?

O DR3 (Data Release 3) do Gaia contém detalhes novos e melhorados para quase dois mil milhões de estrelas na nossa Galáxia. O catálogo inclui novas informações incluindo composições químicas, temperaturas estelares, cores, massas, idades e a velocidade a que as estrelas se movem na nossa direção ou para longe de nós (velocidade radial). Grande parte desta informação foi revelada por dados espectroscópicos recentemente divulgados, uma técnica em que a luz das estrelas é dividida nas suas cores constituintes (como um arco-íris). Os dados também incluem subconjuntos especiais de estrelas, como aquelas que mudam de brilho ao longo do tempo.

Também novo neste conjunto de dados, o maior catálogo até agora de estrelas binárias, milhares de objetos no Sistema Solar, tais como asteroides e luas de planetas, e milhões de galáxias e quasares para lá da Via Láctea.

Sismos estelares

Uma das descobertas mais surpreendentes resultantes dos novos dados é que o Gaia é capaz de detetar sismos estelares – pequenos movimentos na superfície de uma estrela – que mudam as formas das estrelas, algo para o qual o observatório não foi originalmente construído.

Anteriormente, o Gaia já tinha encontrado oscilações radiais que provocam inchaços e contrações periódicas nas estrelas, mantendo ao mesmo tempo a sua forma esférica. Mas o Gaia detetou agora outras vibrações que são mais parecidas com tsunamis em grande escala. Estas oscilações não radiais mudam a forma global de uma estrela e são, portanto, mais difíceis de detetar.

O Gaia descobriu fortes sismos estelares não radiais em milhares de estrelas. O Gaia também revelou tais vibrações em estrelas que raramente foram vistas antes. Estas estrelas não deveriam ter quaisquer sismos estelares, de acordo com a teoria atual, apesar do Gaia os ter detetado à superfície.

“Os sismos estelares ensinam-nos muito sobre as estrelas, nomeadamente sobre o seu funcionamento interno. O Gaia está a abrir uma mina de ouro para a ‘asterosismologia’ das estrelas massivas,” diz Conny Aerts da KU Leuven na Bélgica, membro da colaboração Gaia.

Esta imagem mostra uma impressão artística da Via Láctea e por cima uma sobreposição mostrando a localização e densidades de uma amostra estelar jovem da publicação de dados 3 de Gaia (em verde-amarelo). O sinal “você está aqui” aponta em direção ao Sol.
A densidade da amostra até 5 kpc (~16.300 anos-luz) do Sol é fornecida nesta imagem sob a forma de superfícies de isodensidade. As superfícies de isodensidade fornecem uma visão da estrutura da nossa Galáxia. Quanto maior for a densidade, mais estrelas jovens se encontram nesta área. Ver mais versões e ler mais sobre este mapa aqui.
Crédito: ESA/Gaia/DPAC

O ADN das estrelas

A composição das estrelas pode dizer-nos mais sobre o seu local de nascimento e sobre a sua viagem posterior e, portanto, sobre a história da Via Láctea. Com a divulgação de dados de ontem, o Gaia está a revelar o maior mapa químico da Galáxia associado a movimentos 3D, desde a nossa vizinhança solar até às galáxias mais pequenas que rodeiam a nossa.

Algumas estrelas contêm mais “metais pesados” do que outras. Durante o Big Bang, apenas foram formados elementos leves (hidrogénio e hélio). Todos os outros elementos pesados – chamados metais pelos astrónomos – são fabricados dentro das estrelas. Quando as estrelas morrem, libertam estes metais para o gás e poeira entre as estrelas, chamado meio interestelar, a partir do qual se formam novas estrelas. A formação das estrelas e a sua morte levam a um ambiente mais rico em metais. Portanto, a composição química de uma estrela é um pouco como o seu ADN, dando-nos informações cruciais sobre a sua origem.

Com o Gaia, vemos que algumas estrelas na nossa Galáxia são feitas de material primordial, enquanto outras como o nosso Sol são feitas de matéria enriquecida por gerações anteriores de estrelas. Estrelas que estão mais próximas do centro e do plano da nossa Galáxia são mais ricas em metais do que estrelas a distâncias maiores. O Gaia também identificou estrelas que vieram originalmente de galáxias diferentes da nossa, com base na sua composição química.

“A nossa Galáxia é uma miscelânea incrível de estrelas,” diz Alejandra Recio-Blanco do Observatoire de la Côte d’Azur na França, membro da colaboração Gaia.

“Esta diversidade é extremamente importante, porque conta-nos a história da formação da nossa Galáxia. Revela os processos de migração dentro da nossa Galáxia e a acreção de galáxias exteriores. Mostra também claramente que o nosso Sol, e todos nós, pertencemos a um sistema em constante mudança, formado graças à produção de estrelas e gás de origens diferentes.”

Estrelas binárias, asteroides, quasares e mais

Outros artigos científicos publicados ontem refletem a amplitude e profundidade do potencial de descoberta do Gaia. Um novo catálogo de estrelas binárias apresenta a massa e a evolução de mais de 800 mil sistemas binários, enquanto um novo levantamento de asteroides, compreendendo 156 mil corpos rochosos, está a analisar mais profundamente a origem do nosso Sistema Solar. O Gaia está também a revelar informações sobre 10 milhões de estrelas variáveis, misteriosas macromoléculas entre estrelas, bem como quasares e galáxias para lá da nossa própria vizinhança cósmica.

“Ao contrário de outras missões que visam objetos específicos, o Gaia é uma missão de levantamento. Isto significa que, ao mesmo tempo que examina todo o céu de milhares de milhões de estrelas várias vezes, o Gaia consegue fazer descobertas que outras missões mais dedicadas não conseguem fazer. Este é um dos seus pontos fortes e estamos ansiosos que a comunidade astronómica mergulhe nos nossos novos dados para descobrir ainda mais sobre a nossa Galáxia e arredores do que poderíamos ter imaginado,” diz Timo Prusti, cientista do projeto Gaia na ESA.