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Via Láctea Pode Ser Mais Massiva

A velocidade de uma galáxia próxima indica que a nossa é um trilhão de vezes mais massiva que o Sol

R. Hurt (SSC), JPL-Caltech, NASA/Pesquisa: GLIMPSE
Concepção artística da Via Láctea, cuja massa poderá ser determinada a partir da análise do movimento de suas diversas galáxias satélite. 
Apesar de cientistas saberem a massa do Sol e a da Terra, as coisas são diferentes para a galáxia. As estimativas de massa variam muito: nas menores, alguns estudos sugerem que a galáxia tem várias centenas de bilhões de vezes a massa do Sol, enquanto os maiores valores excedem dois trilhões de massas solares. os astronomos teriam uma tarefa mais simples se a galaxia fosse composta somente por estrelas, mas um grande halo de matéria escura encobre seu disco estrelado e é muito mais pesado que ele. Agora observações impressionantes de uma pequena galáxia orbitando a nossa podem indicar a um novo número.

Em estudos da massa da Via Láctea, uma pequena galáxia tem um papel que não condiz com seu tamanho: Leo I. “Leo I é importante em dois sentidos”, observa Michael Boylan-Kolchin da University of California, Irvine. “Ela tanto está muito distante quanto se move rapidamente”. Descoberta em 1950 e localizada a 850 mil anos-luz da Via Láctea, Leo I é uma galáxia anã esferoidal e a mais distante das muitas galáxias que se acredita orbitarem a nossa. A maior parte do halo de matéria escura da Via Láctea deve caber dentro da órbita de Leo I – isto é, se a galáxia anã de fato estiver em órbita, e não apenas de passagem.

Pelo efeito Doppler de Leo I os astrônomos sabem que ela está se afastando de nós. Se a Via Láctea tiver massa suficiente, sua gravidade deve manter Leo I em órbita. Além disso, os pesquisadores serão capazes de observar o movimento de Leo I e usá-lo para deduzir a massa total da Via Láctea – incluindo o halo de matéria escura – a partir da grande distância da galáxia anã. Mas se a Via Láctea não tiver massa suficiente, Leo I vai voar para longe, e sua alta velocidade terá poucas consequências.

Para deduzir a trajetória de Leo I pelo espaço, astrônomos têm que determinar o movimento preciso dessa pequena galáxia. O efeito Doppler revela a velocidade de Leo I ao longo de nossa linha de visão, mas ninguém sabia a velocidade da galáxia anã através dela. Determinar isso requer medir seu movimento próprio – a mudança na posição da galáxia de um ano a outro. O movimento próprio é fácil de medir para uma estrela próxima, mas difícil de medir para outra galáxia, porque objetos distantes têm movimentos próprios minúsculos.

Sanmo Tony Sohn do Instituto de Ciências de Telescópios Espaciais e seus colegas usaram registros do Telescópio Espacial Hubble para comparar a posição de Leo I em 2006 e em 2011 com a posição de mais de uma centena de galáxias de fundo. Em um trabalho enviado ao The Astrophysical Journal, a equipe de Sohn relata sucesso: a primeira medição do movimento próprio de Leo I.

“Esse é um trabalho poderoso”, declara Timothy Beers, diretor do Observatório Nacional Kitt Peak, que não se envolveu na pesquisa. “Acho absolutamente incrível termos instrumentos capazes de medir movimentos próprios a essa distância”. Scott Tremaine, astrônomo do Instituto de Estudos Avançados, concorda: “Essa medida de movimento próprio é realmente um tour de force”.

Combinado com o efeito Doppler, o movimento próprio revela que Leo I orbita a Via Láctea a 200 quilômetros por segundo. Para fins de comparação, isso quase tão rápido quanto a velocidade do Sol ao redor do centro da Via Láctea, mesmo que a galáxia anã esteja muito mais distante. De acordo com Boylan-Kolchin: “É necessária muita massa extra para sustentar uma velocidade semelhante, a uma distância tão grande,”.

Qual a massa? Em um estudo relacionado, Boylan-Kolchin e seus colegas simulam o quanto galáxias como a Via Láctea crescem ao engolir galáxias menores, descobrindo que galáxias anãs que se movem à velocidade de Leo I quase sempre estão presas às gigantes, o que significa que Leo I é um verdadeiro satélite. Em seguida sua equipe deriva a massa da Via Láctea: 1,6 trilhões de sóis. “Isso é muito”, comenta Beers. “Mas não é absurdo”.

Boylan-Kolchin declara que existe uma chance de 90% de a Via Láctea ter entre um trilhão e 2,4 trilhões de vezes a massa do Sol. Ele espera que o Hubble forneça os movimentos próprios de duas outras galáxias satélites distantes – Leo II e Canes Venatici I – bem como a de Leo T, uma galáxia ainda mais distante que Leo I que não orbita a Via Láctea, mas que está caindo em sua direção. Com isso, acredita que pode reduzir drasticamente a incerteza sobre a massa da Via Láctea.

A massa exata de nossa galáxia tem implicações para a nossa compreensão de todo o Unvierso. “A Via Láctea é a chave para entender galáxias mais distantes”, explica Boylan-Kolchin. “Portanto, determinar sua massa com maior precisão é muito importante para podermos fazer modelos dela e de outras galáxias”.

Para que a nova descoberta não deixe os residentes da Via Láctea excessivamente orgulhosos, Beers lembra: “Ainda somos a número dois”. Das várias dúzias de galáxias que estão no Grupo Local, a maior continua sendo Andrômeda, que Beers estima ser pelo menos duas vezes mais massiva que a Via Láctea. Mesmo assim, a maioria das estrelas novas do Grupo Local são formadas aqui na Via Láctea, e não em sua vizinha maior. 
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