Hubble observa a gigantesca nuvem “bumerangue” de Smith que está voltando para colidir com a Via Láctea

Esta composição mostra o tamanho e a posição da Nuvem Smith no céu. A nuvem é mostrada cores falsas, observadas no espectro do rádio pelo GBT (Green Bank Telescope). A imagem visível do campo estelar de fundo mostra a localização da nuvem na direção da constelação da Águia (Aquila). Créditos: Saxton/Lockman/NRAO/AUI/NSF/A. Mellinger

Astrônomos do Telescópio Espacial Hubble estão descobrindo que o velho ditado “tudo que sobe deve descer” até se aplica a uma nuvem imensa de hidrogênio fora da nossa Galáxia, a Via Láctea. A nuvem invisível está em “queda livre” em direção à nossa Galáxia a uma velocidade de 1,1 milhões de quilômetros por hora.

Apesar de se conhecerem centenas de nuvens gigantes e velozes de gás em torno da periferia da nossa Galáxia, a denominada “Nuvem Smith” é única porque a sua trajetória é bem conhecida. As novas observações do Hubble sugerem que foi lançada das regiões exteriores do disco galáctico há cerca de 70 milhões de anos atrás. A nuvem foi descoberta no início da década de 1960 pela estudante de doutorado em astronomia Gail Smith, que detectou ondas de rádio emitidas pelo seu hidrogênio.

Este diagrama mostra a trajetória de 100 milhões de anos da Nuvem Smith enquanto arqueou para fora do plano da Via Láctea e agora regressa como um bumerangue. As medições do Telescópio Espacial Hubble mostram que a nuvem veio de uma região perto da fronteira do disco de estrelas da Galáxias há 70 milhões de anos. A nuvem está agora esticada na forma de um cometa pela gravidade e pela pressão do gás. Seguindo um percurso balístico, a nuvem vai entrar novamente no disco galáctico e ativar um surto de formação estelar dentro de 30 milhões de anos. Créditos: NASA/ESA/A. Feild (STScI)

A nuvem está na rota de colisão em retorno e espera-se que comece a atravessar o disco da Via Láctea daqui a 30 milhões de anos. Quando isso acontecer, os astrônomos acreditam que vai gerar uma espetacular explosão de formação estelar, possivelmente fornecendo gás suficiente para fabricar 2 milhões de sóis.

Andrew Fox, líder da equipe e do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, Maryland, EUA, explicou:

A nuvem Smith é um exemplo de como a Galáxia muda com o tempo. Ela nos conta que a Via Láctea é um lugar muito ativo e borbulhante onde o gás pode ser expelido para fora de uma parte do disco e, depois, regressar para dentro de outra.

A nossa Galáxia recicla o seu gás através de nuvens, sendo a Nuvem Smith um exemplo que irá formar estrelas em lugares diferentes do que no passado. As medições da Nuvem Smith via Hubble ajudam-nos a visualizar quão ativos são os discos das galáxias.

Os astrônomos mediram que esta gigantesca região de gás em forma de cometa mede cerca de 11.000 anos-luz de comprimento e 2.500 de largura. Se pudesse ser observada no visível, teria um diâmetro aparente [no céu] 30 vezes maior que a Lua Cheia.

Astrônomos há muito que pensavam que a Nuvem Smith podia ser uma galáxia falhada, sem estrelas, ou gás que cai na Via Láctea oriundo do espaço intergaláctico. Se qualquer um destes cenários fosse verdadeiro, a nuvem deveria conter principalmente hidrogênio e hélio, não os elementos mais pesados fabricados pelas estrelas. Mas se viesse de dentro da Galáxia, ela conteria mais dos elementos encontrados no nosso Sol.

A equipe usou o Telescópio Espacial Hubble para medir pela primeira vez a composição química da Nuvem de Smith e para determinar de onde veio. Observaram, no espectro ultravioleta, os núcleos brilhantes de três galáxias ativas que residem a bilhões de anos-luz atrás da nuvem. Usando o instrumento COS (Cosmic Origins Spectrograph) do Hubble, os astrônomos mediram como esta luz é filtrada através da nuvem.

O dispositivo COS (Cosmic Origins Spectrograph) do Hubble pode medir como a luz de objetos distantes de fundo é afetada quando passa pela nuvem, fornecendo evidências sobre a composição química da mesma. Os astrônomos traçaram a origem da nuvem ao disco da nossa Via Láctea. A combinação de observações no espectro do ultravioleta e do rádio correlaciona a velocidade de queda da nuvem, fornecendo evidências sólidas de que as características espectrais estão ligadas à dinâmica da nuvem. Créditos: NASA/ESA/A.Feild (STScI)

Em particular, os cientistas procuraram pelo enxofre na nuvem, que pode absorver a luz ultravioleta. Fox disse:

Ao medir o enxofre, podemos aprender quão enriquecida em átomos de enxofre é a nuvem, em comparação com o Sol.

O enxofre é um bom indicador da quantidade de elementos mais pesados que residem na nuvem.

Os astrônomos descobriram que a Nuvem Smith é tão rica em enxofre como o disco exterior da Via Láctea, uma região a cerca de 40.000 anos-luz do centro da Galáxia (aproximadamente 15.000 anos-luz mais para a periferia da Via Láctea do que o Sol e o Sistema Solar). Isto significa que a Nuvem Smith foi enriquecida por material das estrelas. Isto não aconteceria se fosse hidrogênio proveniente de fora da Galáxia ou se fosse o remanescente de uma galáxia falhada e desprovida de estrelas. Em vez disso, a nuvem parece ter sido expulsa de dentro da Via Láctea e está agora de volta como um bumerangue cósmico.

Embora isto elucide o mistério da origem da Nuvem de Smith, também levanta novas questões: como é que a nuvem chegou onde está agora? Que evento desastroso a catapultou para fora do disco da Via Láctea, e como é que permaneceu intacta? Será que uma região de matéria escura passou pelo disco e capturou gás da Via Láctea? As respostas poderão ser encontradas em investigações futuras.

A pesquisa foi publicada em 1 de janeiro de 2016 no The Astrophysical Journal Letters.

Fonte

NASA: Hubble Sees Monstrous Cloud Boomerang Back to our Galaxy

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