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Astrónomos descobrem estrutura a projetar-se de um dos braços espirais da Via Láctea

Os cientistas identificaram na Via Láctea uma característica até agora desconhecida: um contingente de estrelas jovens e nuvens de gás onde se geram estrelas está a emergir de um dos braços espirais da Via Láctea tal como uma lasca emerge de uma prancha de madeira. Abrangendo cerca de 3000 anos-luz, esta é a primeira estrutura importante identificada com uma orientação completamente diferente da do braço.

Ilustração que mostra o que os astrónomos hoje pensam ser a estrutura em grande escala da Via Láctea. As estrelas e regiões de formação de estrelas agrupam-se em grande parte nos braços espirais. Medir a forma, o tamanho e o número de braços espirais é um desafio porque a Terra está localizada dentro da galáxia. Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Os astrónomos têm uma ideia aproximada do tamanho e da forma dos braços da Via Láctea, mas muito permanece desconhecido: não é possível ver toda a estrutura da nossa galáxia porque a Terra está no seu interior. É como tentar desenhar um mapa da ilha de Manhattan a partir do centro da Times Square. Seria impossível medir distâncias e determinar tudo o que existe até aos extremos da ilha com tantos edifícios pelo meio.

Para obterem mais informação, os autores centraram o novo estudo numa parte mais próxima de um dos braços da galáxia, o Braço de Sagitário. Com a ajuda do Telescópio Espacial Spitzer da NASA, antes de ter sido desativado em janeiro de 2020, procuraram estrelas recém-nascidas, aninhadas em nuvens de gás e poeira (nebulosas) onde se formaram. O Spitzer deteta luz infravermelha que pode penetrar através destas nuvens, ao contrário da luz visível que é bloqueada.

Acredita-se que as estrelas jovens e as nebulosas se ajustam totalmente à forma dos braços em que residem. Para obterem uma perspetiva 3D do segmento do braço, os cientistas usaram os dados mais recentes da missão Gaia da ESA para medir com precisão as distâncias às estrelas. Os dados combinados revelaram que a estrutura longa e fina associada ao Braço de Sagitário é composta por estrelas jovens que se movem quase à mesma velocidade e na mesma direção através do espaço.

“Uma propriedade fundamental dos braços espirais é o quanto eles se apertam à volta de uma galáxia”, disse Michael Kuhn, astrofísico do Caltech e principal autor do artigo. Esta característica é medida pelo ângulo de inclinação do braço. Um círculo tem um ângulo de inclinação de 0 graus e, quanto mais aberta a espiral se torna, maior é o ângulo de inclinação. “A maioria dos modelos da Via Láctea sugere que o Braço de Sagitário forma uma espiral com um ângulo de inclinação de aproximadamente 12 graus, mas a estrutura que examinámos destaca-se num ângulo de quase 60 graus.”

Os cientistas sabem que há estruturas semelhantes – por vezes denominados espigões ou plumas – a projetar-se dos braços de outras galáxias espirais, e ao longo de décadas que se interrogam se os braços espirais da Via Láctea terão também estas estruturas ou se serão relativamente lisos.

Foi descoberto um contingente de estrelas e nuvens de formação de estrelas a projetar-se do Braço de Sagitário da Via Láctea. A imagem sobreposta mostra o tamanho da estrutura e a distância ao Sol. Os ícones em forma de estrela, a laranja, indicam regiões de formação estelar que podem conter de dezenas até milhares de estrelas. Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Medindo a Via Láctea

A característica agora descoberta engloba quatro nebulosas conhecidas pela sua impressionante beleza: a Nebulosa da Águia (que contém os Pilares da Criação), a Nebulosa Ómega, a Nebulosa Trífida e a Nebulosa da Lagoa. Na década de 1950, uma equipa de astrónomos realizou medições de distâncias aproximadas para algumas das estrelas destas nebulosas e foi capaz de inferir a existência do Braço de Sagitário. Este trabalho ofereceu algumas das primeiras provas da estrutura espiral da nossa galáxia.

“As distâncias são das coisas mais difíceis de medir em astronomia”, disse Alberto Krone-Martins, astrofísico e professor de informática na Universidade da Califórnia em Irvine e membro do Consórcio de Análise e Processamento de Dados Gaia (DPAC), coautor do estudo. “Apenas as recentes medições diretas de distância, obtidas pelo Gaia, tornam a geometria desta nova estrutura tão evidente.”

Para o novo estudo, os investigadores contaram também com um catálogo de mais de cem mil estrelas recém-nascidas descobertas pelo Spitzer no levantamento GLIMPSE (Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire).

“Quando juntamos os dados do Gaia e do Spitzer e obtemos finalmente este mapa tridimensional detalhado, podemos ver que há uma certa complexidade nesta região que antes não era evidente”, disse Kuhn.

Da esquerda para a direita, as nebulosas da Águia, Ómega, Trífida e da Lagoa, em imagens obtidas pelo telescópio espacial Spitzer da NASA. Estas nebulosas fazem parte de uma estrutura que se projeta do Braço de Sagitário da Via Láctea num ângulo dramático. Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Os astrónomos ainda não conseguiram perceber completamente o que provoca a formação de braços espirais em galáxias como a nossa. Mesmo que não possamos ver a estrutura integral da Via Láctea, a capacidade de medir o movimento de estrelas individuais é útil para compreender este fenómeno: as estrelas na estrutura agora descoberta formaram-se provavelmente ao mesmo tempo, na mesma área genérica, e foram influenciadas exclusivamente pelas forças que atuam dentro da galáxia, incluindo a gravidade e o cisalhamento devido à rotação da galáxia.

“Em última análise, isto recorda-nos que existem muitas incertezas sobre a estrutura em grande escala da Via Láctea, e que precisamos de olhar para os detalhes se quisermos compreender o panorama mais amplo”, disse Robert Benjamin, astrofísico da Universidade de Wisconsin-Whitewater e um dos principais investigadores do levantamento GLIMPSE, coautor do artigo. “Esta estrutura é um pequeno pedaço da Via Láctea, mas pode dizer-nos algo significativo sobre a Galáxia como um todo.”

 

Fonte da notícia: NASA

Tradução: Teresa Direitinho

 

Astronomers Find a ‘Break’ in One of the Milky Way’s Spiral Arms

Scientists have spotted a previously unrecognized feature of our Milky Way galaxy: A contingent of young stars and star-forming gas clouds is sticking out of one of the Milky Way’s spiral arms like a splinter poking out from a plank of wood. Stretching some 3,000 light-years, this is the first major structure identified with an orientation so dramatically different than the arm’s.

This illustration shows astronomers’ current understanding of the large-scale structure of the Milky Way. Stars and star-forming regions are largely grouped into spiral arms. Measuring the shape, size, and number of spiral arms is a challenge because Earth is locate inside the galaxy. Credits: NASA/JPL-Caltech.

Astronomers have a rough idea of the size and shape of the Milky Way’s arms, but much remains unknown: They can’t see the full structure of our home galaxy because Earth is inside it. It’s akin to standing in the middle of Times Square and trying to draw a map of the island of Manhattan. Could you measure distances precisely enough to know if two buildings were on the same block or a few streets apart? And how could you hope to see all the way to the tip of the island with so many things in your way? […] Read the original article at NASA.

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