Faróis cómicos revelam o núcleo antigo da Via Láctea

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O plano da Via Láctea conforme observado no espectro infravermelho pelo observatório WISE da NASA. O bojo central da galáxia é um componente distinto na parte central da galáxia e gira cilindricamente. Uma população antiga, que não exibe rotação cilíndrica, foi detectada no núcleo da nossa galáxia. Essa população tem massa estimada em 1% da massa do bojo central e provavelmente é remanescente das primeiras partes da Via Láctea a se formar. Créditos: NOAO/AURA/NSF/AIP/A. Kunder

Um time internacional de astrônomos liderado pela Dra. Andrea Kunder do Instituto Leibniz de Astrofísica de Podstam, Alemanha, e pelo Dr. R. Michael Rich da Universidade da Califórnia, Los Angeles, EUA, descobriu que os 2.000 anos-luz centrais da Via Láctea hospedam uma antiga população de estrelas. Esses astros têm mais de 10 bilhões de anos de idade e as suas órbitas no espaço preservam o início da história da formação da nossa galáxia Via Láctea.

Variáveis RR Lyrae usadas como marcadores 

Pela primeira vez, uma equipe de cientistas desvendou o componente antigo da população estelar que atualmente domina a massa central da Galáxia. Os astrônomos usaram o espectrógrafo AAOmega do AAT ( Anglo Australian Telescope ) perto de Siding Spring, Austrália, e focaram em uma classe bem-conhecida e antiga de estrelas, as variáveis RR Lyrae. O brilho destas estrelas pulsa aproximadamente uma vez por dia, o que as torna mais difíceis de estudar do que as suas homólogas estáticas, mas têm a vantagem de serem “velas padrão”. As estrelas variáveis RR Lyrae permitem estimativas exatas de distância e podem ser encontradas apenas em populações estelares com mais de 10 bilhões de anos, por exemplo, em antigos aglomerados globulares situados no halo. As velocidades de centenas de estrelas foram registadas simultaneamente na direção da constelação de Sagitário, sobre uma área maior que a Lua Cheia. Consequentemente, o time foi capaz de usar o mesmo carimbo da idade das estrelas para explorar as condições na parte central da nossa Via Láctea, quando foi formada.

Assim, por analogia, tal como as cidades de Londres e Paris foram construídas sobre vestígios romanos, ou até mesmo sobre ruínas mais antigas, a nossa Via Láctea também tem múltiplas gerações de estrelas que abrangem o tempo desde a sua formação até o presente momento. Uma vez que os elementos pesados, denominados “metais” [1] pelos astrônomos, são formados nos núcleos estelares, as subsequentes gerações estelares tornam-se cada vez mais ricas em “metais” [1]. Portanto, espera-se que os componentes mais antigos da nossa Via Láctea sejam estrelas pobres em “metais”. A maioria das regiões centrais da nossa Galáxia são dominadas por estrelas ricas em “metais”, o que significa que têm aproximadamente o mesmo conteúdo metálico que o nosso Sol e estão agrupadas em estrutura barrada (parecida com uma bola de futebol-americano). Descobriu-se que estas estrelas na barra da Via Láctea orbitam aproximadamente na mesma direção ao redor do Centro Galáctico. O hidrogênio na Via Láctea também segue esta rotação. Daí, pensava-se que todas as estrelas no centro da galáxia tinham a mesma órbita. Mas, para o espanto dos astrônomos, as velhas estrelas variáveis RR Lyrae não seguem estas órbitas barradas, elas têm grandes movimentos aleatórios, porém consistentes como tendo se formado a grandes distâncias do centro da Via Láctea.

Dra. Andrea Kunder, a investigadora principal, explicou:

Nós esperávamos descobrir que estas estrelas têm órbitas iguais à do resto da barra.

O coautor Juntai Shen, do Observatório Astronômico de Shanghai, acrescentou:

Elas representam apenas 1% da massa total da barra, mas esta população ainda mais antiga de estrelas parece ter uma origem completamente diferente da de outras estrelas aí presentes, consistente com a ideia de terem sido uma das primeiras partes da Via Láctea a ser formar.

As estrelas variáveis RR Lyare são “alvos em movimento” uma vez que as suas pulsações resultam de mudanças na sua velocidade aparente ao longo de um dia. A equipe levou isso em conta e foi capaz de mostrar que a dispersão de velocidade ou o movimento aleatório da população estelar RR Lyrae era muito alto em relação às outras estrelas no centro da Via Láctea. Os próximos passos serão a medição do conteúdo metálico da população das estrelas variáveis RR Lyrae, o que dará evidências adicionais da história das estrelas e melhorará de três a quatro vezes o número de estrelas estudadas, que atualmente conta com quase 1.000 objetos.

Nota

[1] Metalicidade: Em astronomia e cosmologia física, a metalicidade (também chamada Z) de um objeto é a proporção da sua matéria constituída de elementos químicos diferentes do hidrogênio e hélio. Como as estrelas, que se constituem na maior parte da matéria visível do universo, são compostas principalmente de hidrogênio e hélio, os astrônomos usam por conveniência o termo genérico “metal” para descrever todos os outros elementos coletivamente. Assim, uma nebulosa rica em carbono, nitrogênio, oxigênio e neônio seria “rica em metais” em termos astrofísicos, embora esses elementos sejam não-metais na química usual. Este termo não deve ser confundido com a definição ordinária de “metal”, uma vez que ligações metálicas são impossíveis no interior de estrelas e as ligações químicas mais fortes só são possíveis nas camadas externas de estrelas frias tipos K e M. A química normal, portanto, tem pequena ou nenhuma relevância no interior estelar.

A metalicidade de um objeto astronômico pode fornecer uma indicação da sua idade. De acordo com a teoria do Big Bang, quando da criação do universo ele consistia quase que inteiramente de hidrogênio, o qual, pela nucleossíntese primordial, criou uma grande proporção de hélio e apenas traços de lítio e berílio e nenhum elemento mais pesado que estes quatro. Portanto, as estrelas mais antigas têm metalicidades menores do que as estrelas mais jovens, como o nosso Sol.

Fonte

Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP): Cosmic Beacons Reveal the Milky Way’s Ancient Core

Artigo Científico

Before the Bar: Kinematic Detection of A Spheroidal Metal-Poor Bulge Component

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1603.06578v1-Before-the-Bar-Kinematic-Detection-of-A-Spheroidal-Metal-Poor-Bulge-Component

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