Descoberta ‘pausa’ em um dos braços espirais da Via Láctea

Grupo de estrelas e nuvens em formação estelar foi encontrado projetando-se do Braço de Sagitário da Via Láctea em um ângulo acentuado

Ilustração que mostra a compreensão atual dos astrônomos da estrutura em grande escala da Via Láctea. Estrelas e regiões de formação de estrelas são amplamente agrupadas em braços espirais. Medir a forma, o tamanho e o número dos braços espirais é um desafio porque a Terra está localizada dentro da galáxia. Crédito: Nasa/JPL-Caltech

Cientistas identificaram uma característica até então desconhecida de nossa galáxia, a Via Láctea: um contingente de estrelas jovens e nuvens de gás formadoras de estrelas está saindo de um dos braços espirais da Via Láctea como uma lasca saindo de uma prancha de madeira. Essa é a primeira grande estrutura identificada com uma orientação tão dramaticamente diferente da do braço. Ela se estende por cerca de 3 mil anos-luz. O estudo que aborda a descoberta foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

Os astrônomos têm uma ideia aproximada do tamanho e da forma dos braços da Via Láctea, mas muita coisa ainda permanece desconhecida. A explicação para isso é simples: eles não podem ver a estrutura completa da nossa galáxia porque a Terra está dentro dela. É o mesmo que ficar no meio da Avenida Paulista e tentar desenhar um mapa de São Paulo. Você poderia medir distâncias com precisão suficiente para saber se dois edifícios estavam no mesmo quarteirão ou algumas ruas um do outro? E como você poderia esperar ver todo o caminho até uma extremidade da metrópole com tantas coisas em seu caminho?

Para saberem mais, os autores do novo estudo se concentraram em uma parte próxima de um dos braços da galáxia, chamada de Braço de Sagitário. Usando o Telescópio Espacial Spitzer, da Nasa, antes de o aparelho ser aposentado em janeiro de 2020, eles procuraram estrelas recém-nascidas, aninhadas nas nuvens de gás e poeira (chamadas nebulosas) onde se formaram. O Spitzer detecta a luz infravermelha que pode penetrar nessas nuvens, enquanto a luz visível (do tipo que os olhos humanos podem ver) é bloqueada.

Ângulo de inclinação

Acredita-se que estrelas jovens e nebulosas se alinhem de perto com a forma dos braços em que residem. A fim de obter uma visão 3D do segmento do braço, os cientistas usaram os dados mais recentes da missão Gaia, da Agência Espacial Europeia (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 feita de estrelas jovens que se movem quase na mesma velocidade e na mesma direção no espaço.

“Uma propriedade-chave dos braços espirais é a força com que eles enrolam em torno de uma galáxia”, disse Michael Kuhn, astrofísico do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e principal autor do novo artigo. Essa característica é medida pelo ângulo de inclinação do braço. Um círculo tem um ângulo de inclinação de 0 grau e, à medida que a espiral se torna mais aberta, esse ângulo aumenta. “A maioria dos modelos da Via Láctea sugere que o Braço de Sagitário forma uma espiral com um ângulo de inclinação de cerca de 12 graus, mas a estrutura que examinamos realmente se destaca em um ângulo de quase 60 graus.”

Estruturas semelhantes – às vezes chamadas de esporas ou penas – são comumente encontradas projetando-se dos braços de outras galáxias espirais. Durante décadas, os cientistas se perguntaram se os braços espirais da Via Láctea também têm essas estruturas ou se são relativamente “lisos”.

A partir da esquerda, as nebulosas da Águia, Ômega, Trífida e Laguna, fotografadas pelo Telescópio Espacial Spitzer da Nasa. Essas nebulosas são parte de uma estrutura que está saindo do Braço de Sagitário da Via Láctea em um ângulo dramático. Crédito: Nasa/JPL-Caltech
Medindo a Via Láctea

A estrutura recém-descoberta contém quatro nebulosas conhecidas por sua beleza de tirar o fôlego: a Nebulosa da Águia (que contém os Pilares da Criação), a Nebulosa Ômega, a Nebulosa Trífida e a Nebulosa Laguna. Na década de 1950, uma equipe de astrônomos fez medições aproximadas de distâncias para algumas das estrelas nessas nebulosas e conseguiu inferir a existência do Braço de Sagitário. Seu trabalho forneceu algumas das primeiras evidências da estrutura espiral da nossa galáxia.

“Distâncias estão entre as coisas mais difíceis de medir em astronomia”, disse o coautor Alberto Krone-Martins, astrofísico e professor de informática na Universidade da Califórnia em Irvine (EUA) e membro do Consórcio de Análise e Processamento de Dados do Gaia (DPAC). “São apenas as recentes medições diretas de distância de Gaia que tornam a geometria dessa nova estrutura tão aparente.”

No novo estudo, os pesquisadores também confiaram em um catálogo de mais de 100 mil estrelas recém-nascidas descobertas pelo Spitzer em uma pesquisa da galáxia chamada Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (Glimpse).

Olhar os detalhes

“Quando colocamos os dados de Gaia e Spitzer juntos e finalmente observamos esse mapa tridimensional detalhado, podemos ver que há um pouco de complexidade nessa região que não era aparente antes”, disse Kuhn.

Os astrônomos ainda não entendem completamente o que causa a formação de braços espirais em galáxias como a nossa. Mesmo que não possamos ver a estrutura completa da Via Láctea, a capacidade de medir o movimento de estrelas individuais é útil para a compreensão desse fenômeno. Isso ocorre porque as estrelas na estrutura recém-descoberta provavelmente se formaram na mesma época, na mesma área geral, e foram influenciadas exclusivamente pelas forças que agem dentro da galáxia, incluindo gravidade e cisalhamento [deformação ao qual um corpo está sujeito quando as forças que atuam sobre ele provocam um deslocamento em planos diferentes, mas mantendo o volume constante] devido à rotação da galáxia.

“Em última análise, isso é um lembrete de que existem muitas incertezas sobre a estrutura em grande escala da Via Láctea, e precisamos olhar os detalhes se quisermos entender esse quadro maior”, disse um dos coautores do artigo, Robert Benjamin, astrofísico da Universidade de Wisconsin-Whitewater (EUA) e um dos principais membros da pesquisa Glimpse. “Essa estrutura é um pequeno pedaço da Via Láctea, mas pode nos dizer algo significativo sobre a galáxia como um todo.”

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