{"id":6188,"date":"2023-07-11T06:16:53","date_gmt":"2023-07-11T05:16:53","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6188"},"modified":"2023-07-11T06:16:53","modified_gmt":"2023-07-11T05:16:53","slug":"reconstruindo-a-visao-dos-astronomos-extraterrestres-sobre-a-quimica-da-nossa-galaxia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/07\/11\/reconstruindo-a-visao-dos-astronomos-extraterrestres-sobre-a-quimica-da-nossa-galaxia\/","title":{"rendered":"Reconstruindo a vis\u00e3o dos astr\u00f3nomos extraterrestres sobre a qu\u00edmica da nossa Gal\u00e1xia"},"content":{"rendered":"
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\"\"<\/a>
Impress\u00e3o art\u00edstica da Via L\u00e1ctea, vista do exterior. O estudo aqui descrito vai um passo mais longe, mostrando os resultados que os astr\u00f3nomos extragal\u00e1cticos obteriam se estudassem a nossa Via L\u00e1ctea \u00e0 dist\u00e2ncia.
Cr\u00e9dito: Stefan Payne-Wardenaar<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Os investigadores reconstru\u00edram o que os astr\u00f3nomos extraterrestres, que observam a nossa Via L\u00e1ctea \u00e0 dist\u00e2ncia, encontrariam se analisassem a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica da nossa Gal\u00e1xia. O estudo, liderado por investigadores do Instituto Max Planck de Astronomia, \u00e9 relevante para a nossa pr\u00f3pria compreens\u00e3o do cosmos: permite um novo tipo de compara\u00e7\u00e3o entre a nossa Gal\u00e1xia natal e as muitas gal\u00e1xias distantes que observamos do exterior. Os resultados fornecem parte da resposta \u00e0 velha quest\u00e3o de saber se a nossa Gal\u00e1xia \u00e9 especial: pelo menos no que diz respeito \u00e0 composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, a Via L\u00e1ctea \u00e9 invulgar, mas n\u00e3o \u00fanica.<\/p>\n\n\n\n

Vemos gal\u00e1xias distantes a partir do exterior: as observa\u00e7\u00f5es telesc\u00f3picas mostram-nos a forma de uma gal\u00e1xia e o seu espetro (a decomposi\u00e7\u00e3o em arco-\u00edris da luz de uma gal\u00e1xia). Ent\u00e3o, como seria a nossa Gal\u00e1xia dessa perspetiva, para um astr\u00f3nomo alien\u00edgena distante? Esta \u00e9 uma pergunta enganadoramente simples. Afinal de contas, os astr\u00f3nomos aqui na Terra criaram formas bastante engenhosas de deduzir as propriedades de uma gal\u00e1xia a partir do que observamos e os astr\u00f3nomos extraterrestres ter\u00e3o provavelmente uma vis\u00e3o igualmente sofisticada da Via L\u00e1ctea.<\/p>\n\n\n\n

Para os m\u00e9todos de an\u00e1lise ainda mais sofisticados, n\u00e3o \u00e9 nada f\u00e1cil dizer o que os astr\u00f3nomos extraterrestres encontrariam se aplicassem esses m\u00e9todos \u00e0 nossa Via L\u00e1ctea. Mas a recompensa pode ser consider\u00e1vel. Jianhui Lian (Instituto Max Planck de Astronomia e Universidade de Yunnan), o principal autor do estudo agora publicado, afirma: “Precisamos de encontrar formas de comparar a nossa Gal\u00e1xia natal com gal\u00e1xias mais distantes se quisermos saber se a Via L\u00e1ctea \u00e9 especial ou n\u00e3o. Esta tem sido uma quest\u00e3o em aberto desde que os astr\u00f3nomos se aperceberam, h\u00e1 cem anos, que a Via L\u00e1ctea n\u00e3o \u00e9 a \u00fanica gal\u00e1xia do Universo”.<\/p>\n\n\n\n

Grandes avan\u00e7os nos dados e nas simula\u00e7\u00f5es<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Por muito antiga que seja a quest\u00e3o, parece que a astronomia est\u00e1 agora numa boa posi\u00e7\u00e3o para encontrar uma resposta s\u00f3lida. Por um lado, na \u00faltima d\u00e9cada, tem havido um enorme progresso nos estudos sistem\u00e1ticos da nossa Gal\u00e1xia natal. Houve estudos, como o APOGEE, que forneceram informa\u00e7\u00f5es sobre a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, as propriedades f\u00edsicas e os movimentos tridimensionais de milh\u00f5es de estrelas individuais na nossa Via L\u00e1ctea, deduzidos a partir dos seus espetros. A miss\u00e3o espacial Gaia da ESA monitorizou o brilho, o movimento e a dist\u00e2ncia de cerca de 1,5 mil milh\u00f5es de estrelas na nossa Gal\u00e1xia. H\u00e1 tamb\u00e9m muito mais e melhores dados sobre gal\u00e1xias distantes. O levantamento MaNGA estudou em profundidade cerca de 10.000 gal\u00e1xias. Enquanto que os estudos anteriores que visavam este n\u00famero de gal\u00e1xias apenas forneceriam um espetro global por gal\u00e1xia, o MaNGA pinta uma “imagem espetral”, mostrando como, por exemplo, a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica de cada gal\u00e1xia varia do centro para as regi\u00f5es exteriores.<\/p>\n\n\n\n

Por \u00faltimo, mas n\u00e3o menos importante, existem agora simula\u00e7\u00f5es modernas da forma\u00e7\u00e3o e evolu\u00e7\u00e3o de gal\u00e1xias, como a simula\u00e7\u00e3o TNG50 que segue a hist\u00f3ria de milhares de gal\u00e1xias num universo modelo, desde o Big Bang at\u00e9 \u00e0 atualidade. Todos estes desenvolvimentos foram necess\u00e1rios para podermos prever o que os astr\u00f3nomos extraterrestres veriam quando apontassem os seus telesc\u00f3pios para a Via L\u00e1ctea e tentassem reconstruir a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica da Gal\u00e1xia.<\/p>\n\n\n\n

Se estiv\u00e9ssemos no lugar dos astr\u00f3nomos extraterrestres<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Foi exatamente isso que fez um novo estudo liderado por Lian e Maria Bergemann (Instituto Max Planck de Astronomia). Especificamente, Lian, Bergemann e os seus colegas analisaram a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica das estrelas. As estrelas que vemos \u00e0 nossa volta s\u00e3o constitu\u00eddas, na sua maioria, por hidrog\u00e9nio e h\u00e9lio, mas h\u00e1 uma pequena quantidade de elementos mais pesados do que o h\u00e9lio – elementos que, em astronomia (mas n\u00e3o na qu\u00edmica comum!) s\u00e3o chamados “metais”.<\/p>\n\n\n\n

Alguns destes metais s\u00e3o produzidos no interior das estrelas e lan\u00e7ados para o espa\u00e7o quando as estrelas massivas explodem no fim das suas vidas. Outros s\u00e3o produzidos nas camadas exteriores de estrelas gigantes inchadas e, a partir da\u00ed, s\u00e3o lan\u00e7ados para o espa\u00e7o. E o mais importante \u00e9 que existe uma tend\u00eancia geral: A concentra\u00e7\u00e3o de metais no meio interestelar – a mistura de baixa densidade de g\u00e1s e poeira que preenche o espa\u00e7o entre as estrelas – aumenta com o tempo. As estrelas que nasceram mais cedo cont\u00eam menos metais, as que nasceram mais tarde cont\u00eam mais. Mapear as regi\u00f5es de uma gal\u00e1xia que t\u00eam estrelas com menos ou mais metais diz-nos que regi\u00e3o formou as suas estrelas mais cedo e que regi\u00e3o formou as suas estrelas mais tarde.<\/p>\n\n\n\n

Da cosmologia local a uma perspetiva extraterrestre<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A nossa Gal\u00e1xia, a Via L\u00e1ctea, \u00e9 atualmente a \u00fanica gal\u00e1xia espiral em que podemos fazer diretamente um levantamento em grande escala de estrelas individuais – medir as suas posi\u00e7\u00f5es dentro da nossa Gal\u00e1xia e, atrav\u00e9s dos seus espetros, o seu conte\u00fado met\u00e1lico, a temperatura da superf\u00edcie e outras propriedades f\u00edsicas. Lian, Bergemann e os seus colegas propuseram-se reconstruir o que os astr\u00f3nomos extraterrestres veriam se mapeassem a preval\u00eancia de metais na Via L\u00e1ctea. Uma vez que a nossa Gal\u00e1xia \u00e9 uma gal\u00e1xia em disco, a quest\u00e3o-chave \u00e9: como \u00e9 que um astr\u00f3nomo extraterrestre distante veria a abund\u00e2ncia de metais variar em fun\u00e7\u00e3o da dist\u00e2ncia de uma regi\u00e3o ao centro da nossa Gal\u00e1xia?<\/p>\n\n\n\n

Este tipo de reconstru\u00e7\u00e3o requer trabalho. Os dados do estudo APOGEE foram apenas o ponto de partida. Em seguida, os investigadores tiveram de ter em conta o facto de, a partir da Terra, termos uma vis\u00e3o “manchada” da Via L\u00e1ctea: em algumas dire\u00e7\u00f5es, haver\u00e1 mais poeira entre n\u00f3s e as estrelas mais distantes, atenuando a luz das estrelas e escondendo algumas das estrelas mais fracas. Noutras dire\u00e7\u00f5es, haver\u00e1 menos poeira. Os investigadores tiveram de combinar os dados de observa\u00e7\u00e3o com o que sabemos sobre a poeira e sobre as propriedades das estrelas, de modo a reconstruir a verdadeira distribui\u00e7\u00e3o das estrelas na nossa Gal\u00e1xia.<\/p>\n\n\n\n

A “cintura” de alta metalicidade da nossa Gal\u00e1xia<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Os resultados foram algo surpreendentes. Se seguirmos a m\u00e9dia do conte\u00fado met\u00e1lico das estrelas do centro da Gal\u00e1xia para o exterior, este ir\u00e1 aumentar, atingindo um conte\u00fado met\u00e1lico pr\u00f3ximo do do nosso Sol a uma dist\u00e2ncia de cerca de 23.000 anos-luz do centro (para compara\u00e7\u00e3o: o nosso Sol est\u00e1 a cerca de 26.000 anos-luz do Centro Gal\u00e1ctico). A uma dist\u00e2ncia ainda maior, o teor m\u00e9dio de metais volta a diminuir, caindo para cerca de um-ter\u00e7o do valor solar a cerca de 50.000 anos-luz do centro.<\/p>\n\n\n\n

Para compreender o que se passava, os investigadores analisaram separadamente estrelas de diferentes grupos et\u00e1rios – os espetros do APOGEE permitem pelo menos uma estimativa aproximada da idade estelar. Analisando separadamente estrelas mais jovens e mais velhas, descobriram que cada grupo et\u00e1rio seguia basicamente uma tend\u00eancia ininterrupta, com maior teor met\u00e1lico mais perto do centro e menor teor mais longe. O aumento e o m\u00e1ximo da distribui\u00e7\u00e3o global devem-se puramente ao facto de as estrelas mais velhas (com um teor de metal muito mais baixo) serem mais abundantes perto do Centro Gal\u00e1ctico e, portanto, puxarem para baixo a m\u00e9dia global, mas com as estrelas mais jovens a tornarem-se mais frequentes mais longe.<\/p>\n\n\n\n

Compara\u00e7\u00e3o da nossa Via L\u00e1ctea com outras gal\u00e1xias<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Lian, Bergemann e os seus colegas compararam este resultado interessante com as propriedades de outras gal\u00e1xias. Por um lado, consideraram 321 gal\u00e1xias do levantamento MaNGA, todas com massas semelhantes \u00e0 da Via L\u00e1ctea, que produzem quantidades semelhantes de estrelas e que s\u00e3o todas vis\u00edveis de face, pelo que a altera\u00e7\u00e3o da metalicidade m\u00e9dia pode ser medida. Por outro lado, os investigadores utilizaram os mesmos crit\u00e9rios para identificar 134 gal\u00e1xias semelhantes \u00e0 Via L\u00e1ctea no universo modelo da simula\u00e7\u00e3o TNG50.<\/p>\n\n\n\n

Ent\u00e3o, qu\u00e3o especial \u00e9 a nossa Gal\u00e1xia natal – ou n\u00e3o? A resposta \u00e9 dada pelo presente estudo: quando se trata da distribui\u00e7\u00e3o de abund\u00e2ncias met\u00e1licas, a nossa Via L\u00e1ctea \u00e9 invulgar, mas n\u00e3o \u00fanica. Apenas 11% das gal\u00e1xias da amostra TNG50 e cerca de 1% das gal\u00e1xias da amostra MaNGA mostraram uma subida e descida semelhante da metalicidade m\u00e9dia. A discrep\u00e2ncia entre 11% e 1% deve-se provavelmente a uma combina\u00e7\u00e3o de incertezas nos dados MaNGA e \u00e0 limita\u00e7\u00e3o de simula\u00e7\u00f5es realistas no universo do modelo TNG50.<\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m disso, nas regi\u00f5es exteriores, a diminui\u00e7\u00e3o da metalicidade m\u00e9dia com o aumento da dist\u00e2ncia ao centro \u00e9 bastante mais acentuada para a Via L\u00e1ctea, em compara\u00e7\u00e3o com as gal\u00e1xias MaNGA e TNG50.<\/p>\n\n\n\n

A quest\u00e3o do “porqu\u00ea”<\/strong><\/p>\n\n\n\n

E porque \u00e9 que a Via L\u00e1ctea tem as propriedades invulgares que tem, e o que \u00e9 que essas propriedades significam para a hist\u00f3ria da forma\u00e7\u00e3o da nossa Gal\u00e1xia? H\u00e1 v\u00e1rias maneiras de explicar a escassez comparativa de estrelas ricas em metais perto do Centro Gal\u00e1ctico. Esta carater\u00edstica pode estar relacionada com a forma\u00e7\u00e3o do chamado bojo, uma regi\u00e3o aproximadamente esf\u00e9rica de estrelas mais velhas que rodeia o Centro Gal\u00e1ctico at\u00e9 uma dist\u00e2ncia de cerca de 5000 anos-luz. A forma\u00e7\u00e3o do bojo teria utilizado a maior parte do hidrog\u00e9nio gasoso dispon\u00edvel, tornando muito mais dif\u00edcil a posterior forma\u00e7\u00e3o estelar. Alternativamente, a escassez pode estar relacionada com uma fase ativa em que o buraco negro supermassivo central da nossa Gal\u00e1xia expeliu part\u00edculas e radia\u00e7\u00e3o da sua vizinhan\u00e7a imediata, inibindo a forma\u00e7\u00e3o estelar.<\/p>\n\n\n\n

A metalicidade nas regi\u00f5es exteriores pode ser explicada por v\u00e1rios cen\u00e1rios que combinam a evolu\u00e7\u00e3o do g\u00e1s na nossa Gal\u00e1xia com a hist\u00f3ria da forma\u00e7\u00e3o estelar no disco gal\u00e1ctico. O decl\u00ednio acentuado pode ser o sinal de um epis\u00f3dio invulgar na hist\u00f3ria da nossa Gal\u00e1xia – por exemplo, a nossa Gal\u00e1xia natal “engoliu” uma gal\u00e1xia mais pequena com g\u00e1s que continha muito poucos metais. Esse g\u00e1s teria mais tarde servido de mat\u00e9ria-prima para a forma\u00e7\u00e3o de estrelas com menos metais no disco. Tamb\u00e9m \u00e9 poss\u00edvel que a nossa estimativa da extens\u00e3o do disco estelar da Via L\u00e1ctea esteja errada e que este erro distor\u00e7a a compara\u00e7\u00e3o com outras gal\u00e1xias quando se trata de saber qu\u00e3o acentuada \u00e9 a diminui\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Perspetivas<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Maria Bergemann diz sobre os novos resultados: “os achados s\u00e3o muito interessantes! \u00c9 a primeira vez que podemos comparar de forma significativa o conte\u00fado qu\u00edmico detalhado da nossa Gal\u00e1xia com as medi\u00e7\u00f5es de muitas outras gal\u00e1xias. Os resultados s\u00e3o importantes para a pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de estudos exaustivos sobre a forma\u00e7\u00e3o gal\u00e1ctica. Esses estudos utilizar\u00e3o dados de futuros programas de observa\u00e7\u00e3o em grande escala dirigidos para a Via L\u00e1ctea ou para gal\u00e1xias distantes. A nossa investiga\u00e7\u00e3o mostra como combinar sensatamente os dois tipos de conjuntos de dados”.<\/p>\n\n\n\n

Em suma, a investiga\u00e7\u00e3o aqui descrita levanta uma s\u00e9rie de quest\u00f5es interessantes. Com novos levantamentos e novos estudos que explorem uma perspetiva de “astr\u00f3nomo alien\u00edgena”, podemos esperar encontrar respostas e compreender melhor a hist\u00f3ria da nossa Gal\u00e1xia.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Instituto Max Planck de Astronomia (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature Astronomy)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Via L\u00e1ctea:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
SEDS<\/a><\/p>\n\n\n\n

Metalicidade:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

APOGEE (APO Galactic Evolution Experiment):<\/strong>
SDSS<\/a><\/p>\n\n\n\n

Levantamento MaNGA (Mapping Nearby Galaxies at APO):<\/strong>
SDSS<\/a><\/p>\n\n\n\n

Simula\u00e7\u00e3o TNG50:<\/strong>
Projeto IllustrisTNG<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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