Não podemos ver toda a Via Láctea, mas os astrónomos conseguiram obter uma das medições mais precisas da massa da nossa galáxia, usando o Telescópio Espacial Hubble da ESA/NASA e o satélite Gaia da ESA.

De acordo com as últimas medições, a Via Láctea pesa cerca de 1,5 biliões de massas solares. O peso inclui o buraco negro supermassivo central, de 4 milhões de massas solares, e apenas uma pequena percentagem se deve aos cerca de 200 mil milhões de estrelas. A maior parte da restante massa consiste em matéria escura, uma substância invisível e misteriosa que mantém as estrelas nas galáxias.

Enxames globulares em torno da Via Láctea
Ilustração que mostra enxames globulares em torno da Via Láctea. Estes enxames são usados para medir o peso da nossa galáxia. Créditos: NASA, ESA, and A. Feild (STScI).

Investigações anteriores, com algumas décadas, usaram várias técnicas observacionais para conseguir estimativas da massa da Galáxia, variando entre 500 mil milhões e 3 biliões de massas solares. A nova medição aproxima-se do meio desse intervalo.

“Queremos conhecer a massa da Via Láctea com mais precisão para que possamos colocá-la num contexto cosmológico e compará-la com simulações de galáxias no Universo em evolução,” disse Roeland van der Marel, do STScl (Instituto de Ciência do Telescópio Espacial), em Baltimore, Maryland. “O não conhecimento da massa precisa da Via Láctea representa um problema para muitas questões cosmológicas.”

A nova estimativa da massa coloca a nossa galáxia no grupo das mais robustas, em comparação com outras galáxias do Universo. As mais leves andam à volta de mil milhões de massas solares, enquanto que as mais pesadas têm cerca de 30 biliões, ou são 30000 vezes mais massivas. 1,5 biliões de massas solares é um peso bastante normal para uma galáxia com o brilho da Via Láctea.

NGC 5466
À esquerda, uma imagem do Telescópio Espacial Hubble de uma parte do enxame globular de estrelas NGC 5466. À direita, imagens do Hubble com dez anos de intervalo foram comparadas para cronometrar a velocidade do enxame. A grelha de fundo ajuda a ilustrar o movimento estelar no enxame em primeiro plano (localizado a 52000 anos-luz de distância). As galáxias de fundo (parte superior direita, parte inferior esquerda do centro) não parecem mover-se porque estão muito mais distantes, a muitos milhões de anos-luz.
Créditos: NASA, ESA and S.T. Sohn and J. DePasquale (STScI.

Os astrónomos usaram o Hubble e o Gaia para medir o movimento tridimensional de enxames globulares de estelas – ilhas esféricas isoladas, cada uma contendo centenas de milhares de estrelas e que orbitam o centro da nossa galáxia.

Embora não possamos vê-la, a matéria escura é a forma dominante de matéria no Universo e pode ser avaliada através da influência que exerce em objetos visíveis, como os enxames globulares. Quanto mais massiva é uma galáxia, mais rapidamente os seus enxames globulares se movem sob a força da gravidade. A maior parte das medições anteriores têm sido feitas ao longo da linha de visão dos enxames globulares, por isso os astrónomos sabem com que velocidade um enxame globular se aproxima ou se afasta da Terra. No entanto, o Hubble e o Gaia registam o movimento lateral dos enxames globulares, sendo possível calcular uma velocidade mais precisa (e consequentemente uma aceleração gravitacional mais precisa).

As observações do Hubble e do Gaia são complementares. O Gaia foi projetado exclusivamente para criar um mapa tridimensional preciso dos objetos astronómicos em toda a Via Láctea e seguir os seus movimentos. Realizou medições exatas de todo o céu que incluem muitos enxames globulares. O Hubble tem um campo de visão menor, mas pode medir estrelas mais fracas e assim alcançar enxames mais distantes. O novo estudo aumentou as medições do Gaia em 34 enxames globulares até 65000 anos-luz, com medições do Hubble de 12 enxames até 130000 anos-luz que foram obtidas a partir de imagens captadas ao longo de um período de 10 anos.

Quando as medidas do Gaia e do Hubble são combinadas em pontos fixos, como pioneses num mapa, os astrónomos podem estimar a distribuição da massa da Via Láctea até quase 1 milhão de anos-luz da Terra.

“Sabemos através de simulações cosmológicas como deve ser a distribuição de massa nas galáxias pelo que podemos calcular o quão precisa é esta extrapolação para a Via Láctea,” disse Laura Watkins, do ESO, em Garching, Alemanha, principal autora do estudo combinado Hubble/Gaia a ser publicado na revista The Astrophysical Journal. Estes cálculos, baseados nas medições precisas do Gaia e do Hubble do movimento de enxames globulares, permitiram aos investigadores determinar a massa de toda a Via Láctea.

Sendo os mais antigos habitantes da Via Láctea, os enxames globulares contêm as mais velhas estrelas conhecidas, que remontam a algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, o evento que criou o Universo. Formaram-se antes da construção do disco espiral da Via Láctea, onde reside o nosso Sistema Solar.

“Devido às grandes distâncias, os enxames globulares de estrelas são dos melhores marcadores que os astrónomos possuem para medir a massa do vasto invólucro de matéria escura da nossa galáxia, que está muito para além do disco em espiral de estrelas,” afirmou Tony Sohn, da STScI, que liderou as medições do Hubble.

Fonte da notícia: Hubble

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