Todas as estrelas da Via Láctea

15 de abril de 2019 | LIneA

Com base em observações do Dark Energy Survey (DES), pesquisadores do LIneA atualizam modelo que descreve os principais constituintes da Via Láctea.

No século XVIII, o astrônomo William Herschel pensou que, se as estrelas do céu vistas no campo do telescópio fossem contadas, se poderia ter uma visão do Universo onde estávamos inseridos. O método é similar a alguém que queira ter ideia de como é a sua cidade, mas não pode sair de casa e então passa a contar as casas que consegue ver através de cada janela de sua casa. Mesmo com alguns erros sistemáticos mas de forma semelhante, Herschel conseguiu nos mostrar uma visão da Via-Láctea, a galáxia onde o Sol é uma de suas estrelas.

Atualmente, dispomos de telescópios muito melhores do que os da época de Herschel, além de computadores capazes de fazer bilhões de cálculos por segundo, modelos de evolução estelar e também sabemos de alguma maneira como as estrelas se formaram e evoluíram em cada componente da Via Láctea.

A nossa galáxia é formada por uma parte central (bojo), um disco e um halo (ver Figura 1). Cada um destes componentes tem a sua população estelar característica: a formação estelar ocorre no disco, onde as estrelas mais ricas em elementos além do Hélio na tabela periódica estão presentes. As estrelas que se formaram no disco há muito tempo possuem órbitas que as colocam mais distantes do plano, formando então o que se convencionou chamar de disco espesso. Além destes dois componentes, há estrelas que estão em um halo aproximadamente esférico em torno da Galáxia, se estendendo desde bem próximo do centro até os limites da Via-Láctea.

As estrelas no disco espesso tem uma distribuição exponencial na direção radial (para fora da Galáxia) e na direção perpendicular ao plano. Isso quer dizer que a densidade de estrelas cai pela metade a partir de uma distância característica, e foi justamente esta distância que foi determinada na comparação das estrelas do Dark Energy Survey com os modelos de estrelas do pesquisador Leo Girardi.

Já a distribuição das estrelas no halo da nossa galáxia, por sua vez, segue um outro regime até uma determinada distância, quando então a densidade muda abruptamente.

Modelando a quantidade de estrelas do halo e do disco espesso, o pesquisador Adriano Pieres, pós-doutorando no LIneA, pôde determinar, não apenas as características destes componentes da Galáxia, mas também estimar que a massa de estrelas da Via-Láctea é de 70 bilhões de massas solares. “A formação das galáxias sempre foi um dos maiores enigmas da Astronomia. A partir da determinação de como a nossa galáxia é, temos mais elementos para entendê-la, modelá-la e comparar com a realidade. A partir desta comparação, novos elementos vão surgindo, indicando pistas nesta investigação cósmica”, explica Pieres, autor principal de artigo submetido no Montly Notices of the Royal Astronomical Society, no Reino Unido.

Além do ajuste dos modelos, catálogos artificiais foram simulados para se efetuar a comparação com a quantidade de estrelas do DES, não apenas quanto ao brilho das estrelas, mas também quanto às suas velocidades e conteúdo químico, compondo um modelo muito rico de informações (ver Figura 2).

O projeto contou ainda com o apoio de vários outros pesquisadores e dos profissionais de TI do LIneA. O LIneA é um laboratório apoiado pelo Observatório Nacional (ON), Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), e pela Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP), criado com a finalidade de dar suporte à participação brasileira em levantamentos astronômicos. O INCT do e-Universo também apoia brasileiros participantes de grandes levantamentos astronômicos, incluindo o Dark Energy Survey.

Figura 1 – Desenho esquemático da Via Láctea com seus componentes: halo, bojo (bulge) e disco (disc). A posição aproximada do Sol (Sun) no disco também está indicada. Crédito da imagem: European Space Agency.

Figura 2 – A área amostrada no céu pelo levantamento DES é vista em preto no hemisfério Galáctico Sul. A cor preta denota uma subtração perfeita em termos de densidade entre as estrelas do DES e o melhor modelo apresentado neste artigo. As manchas avermelhadas são galáxias anãs, aglomerados globulares, streams ou outras subestruturas destacadas frente às estrelas da Galáxia. Os círculos brancos são áreas excluídas da análise por estarem em torno de estrelas muito brilhantes e que não puderam ser amostradas pelo telescópio. Créditos da imagem: A. Pieres.

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