Estrelas da borda da Via Láctea mostram que nossa galáxia é mais larga e deformada do que pensávamos

O poeirento bojo central da nossa galáxia sempre dificultou nosso conhecimento sobre o outro lado. Crédito: Stéphane Guisard

Um raro vislumbre de estrelas residentes no lado oposto da Via Láctea suporta a ideia de que nossa galáxia se abre deformada nas suas bordas, no lado oculto.

O Sol reside em um braço da espiral relativamente plano da Via Láctea, orbitando o centro da galáxia. As estrelas ao nosso redor são bem conhecidas e mapeadas, mas as estrelas que habitam o outro lado da galáxia estão escondidas pelo material denso no centro galáctico e pelo abaulamento do bojo central.

Michael Fest, na Universidade da Cidade do Cabo na África do Sul, afirmou:

O que foi inferido sobre a nossa galáxia nestas distâncias [o que existe na parte obscurecida, no lado oposto do centro galáctico] foi feito a partir de observações usando o rádio, na maior parte, analisando o hidrogênio.

Agora, Michael Feast e seus colegas conseguiram identificar cinco estrelas nas bordas mais distantes da Via Láctea, no lado oculto.

Felizmente, a equipe foi capaz de definir as posições das estrelas da borda, porque elas são de um tipo particular conhecido como “variáveis ​​Cefeidas”. As Cefeidas são estrelas que aumentam e diminuem seu brilho em um ciclo regular. Os cientistas sabem que a duração deste ciclo está relacionada com o seu verdadeiro brilho. Ao medir o ciclo e deduzindo quão brilhante uma estrela Cefeida parece ser, podemos calcular com precisão sua distância à Terra.

Evidências que a matéria escura esculpiu a Via Láctea?

Usando telescópios do Observatório Astronômico do Sul Africano em Sutherland, a equipe identificou quatro estrelas variáveis Cefeidas, que residem a cerca de 50.000 anos-luz do centro da galáxia. Eles também descobriram outra estrela mais afastada, a cerca de 70.000 anos-luz do núcleo da Via Láctea.

Todas estas cinco estrelas estão nos limites da galáxia. E mais, as estrelas estão ou muito acima ou bem abaixo do plano galáctico. Isso coincide com os mapas de gás galáctico, que sugerem que a Via Láctea é mais grossa nas bordas. Os astrônomos pensam que este formato foi causado pela presença do halo de matéria escura que circunda a galáxia.

Evidentemente, há muito mais estrelas no centro da Via Láctea do que em suas bordas, de modo que em distâncias maiores (nas bordas) a força gravitacional do halo de matéria escura supera a força gravitacional da matéria comum, puxando objetos para fora do plano galáctico, forjando uma borda mais larga. A dimensão exata do alargamento depende da distribuição de matéria escura no halo galáctico.

Victor Debattista, Universidade de Central Lancashire, Preston, Reino Unido, explicou:

Esta descoberta nos fornece novos e importantes dados para utilizarmos nos modelos para determinar a forma do halo da Via Láctea. Estes modelos também podem ser usados ​​para entender como outras galáxias se formam. Isso abre muitas novas possibilidades interessantes sobre a ciência da evolução da formação das galáxias.

Diagrama mostra a natureza deformada da Via Láctea no lado oculto dada a presenças destas 5 estrelas Cefeidas mapeadas pela recente pesquisa. Eixo X: distância do centro galáctico em kpc (quiloparsecs). Eixo Y: distância do plano da galáxia em kpc. À direita o Sol (Sun) e a parte da galáxia bem conhecida. À esquerda, no lado oculto, o gráfico plota as 5 estrelas Cefeidas descobertas (4 acima do plano e 1 abaixo). Créditos: Nature/Michael Fest et al.

Abstract

A luminosidade e a deformação do disco da Via Láctea tem sido inferidas a partir de observações de hidrogênio atômico. No entanto, estrelas associadas a luminosidade até agora não tinham sido relatadas. Na área além de centro galáctico as estrelas são em grande parte escondidas da nossa visão pela poeira e assim as distâncias cinemáticas do gás não podem ser estimadas. Trinta e duas possíveis estrelas Cefeidas (jovens estrelas variáveis ​​pulsantes) foram recentemente identificadas na direção do bojo Galáctico. Com suas bem calibradas relações entre período e luminosidade, as Cefeidas são indicadores úteis de medição de distância. Quando as observações destas estrelas são feitas em duas cores, de modo que se a sua distância e cor (na faixa do vermelho) podem ser determinadas ao mesmo tempo, os problemas de obscurecimento pela poeira cósmica são minimizados. Aqui mostramos que cinco dos candidatos são estrelas clássicas Cefeidas. Estas cinco estrelas estão distribuídos a partir de aproximadamente 1 a 2 quiloparsecs, acima e abaixo do plano do galáxia, a distâncias radiais de cerca de 13 a 22 quiloparsecs do centro. A presença destas estrelas relativamente jovens (menos de 130 milhões de anos) tão longe no plano Galáctico é intrigante, a menos que elas estejam em disco externo iluminado por estrelas. Nesse caso, elas podem ser associadas com um braço molecular [espiral] externo.

Artigo Científico

Nature: Cepheid variables in the flared outer disk of our galaxy

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