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Esta sequência começa com um conceito artístico mostrando a galáxia Via Láctea vista de cima, com as posições estimadas dos braços espirais com base em dados anteriores. Em seguida, vem um conceito artístico atualizado da Via Láctea, no qual as posições dos dois braços espirais mais distantes do centro da galáxia foram ajustadas com base em novos dados de raios-X processados do Observatório de Raios-X Chandra, da NASA, e do XMM-Newton, da ESA. Ambos os braços podem estar mais distantes do que se pensava anteriormente.
NASA/CXC/A. Hobart
Um novo resultado usando o Observatório de Raios-X Chandra, da NASA, mostra que os braços espirais externos da galáxia Via Láctea podem se estender mais longe do que se acreditava anteriormente. Essa descoberta pode levar astrônomos a ajustar sua compreensão da estrutura da nossa galáxia.
Uma equipe de astrônomos fez essa descoberta realizando medições precisas das distâncias até nuvens de poeira nos braços espirais da Via Láctea usando dados tanto do Chandra, da NASA, quanto do XMM-Newton, uma missão da ESA (Agência Espacial Europeia) com contribuições da NASA. Os resultados são descritos em um novo artigo publicado na quarta-feira na revista Astronomy & Astrophysics.
Os pesquisadores determinaram as distâncias estudando anéis ao redor de explosões de raios gama (gamma-ray bursts), alguns dos estalos de luz mais brilhantes do universo, que surgem do colapso de estrelas massivas ou da fusão de estrelas de nêutrons. Eles estão localizados a distâncias enormes, muito além dos limites da nossa galáxia.
Um conceito artístico mostrando a galáxia Via Láctea vista de cima, com as posições estimadas dos braços espirais com base em dados anteriores, em azul. Sobreposto a isso, há uma visão atualizada da Via Láctea mostrando posições diferentes para os dois braços espirais mais externos, mostrados em vermelho e delimitados por linhas tracejadas. Ambos os braços podem estar mais distantes do que se pensava anteriormente, com base em dados de raios-X recém-processados do Chandra e do XMM.
NASA/CXC/SAO/M.Weiss
Essa técnica de medição de distância se baseou no fenômeno dos ecos de luz, em que a luz do gamma-ray burst ricocheteia em nuvens de poeira nos braços espirais. Os diâmetros dos anéis em raios-X fornecem as distâncias até a Terra: anéis maiores são gerados por nuvens de poeira mais próximas de nós.
“Esta é uma forma muito direta — baseada apenas em geometria — para medir com precisão as distâncias aos braços espirais da Via Láctea”, disse Beatrice Vaia, que liderou o estudo enquanto era doutoranda em um programa conjunto entre a Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia e a University of Trento, na Itália. “A maioria de outros métodos depende de suposições sobre como a Via Láctea gira, o que se torna cada vez mais incerto nas regiões externas da nossa galáxia.”
Apesar de um século de conhecimento sobre os braços espirais da Via Láctea, os astrônomos ainda trabalham para caracterizá-los com precisão, em parte porque estamos dentro da própria galáxia. Poeira e gás também bloqueiam a visão de outros braços.
Os pesquisadores usaram três explosões de raios gama diferentes para determinar as distâncias até três braços espirais na Via Láctea. Em ordem crescente de distâncias a partir do Centro Galáctico, eles são os braços de Perseus, o Outer e o Outer Scutum-Centaurus. Na direção de uma das explosões, eles descobriram que tanto o braço Outer quanto o Outer Scutum-Centaurus estão cerca de 10% mais distantes do que os astrônomos pensavam anteriormente.
“As diferenças são pequenas, mas qualquer revisão dessas distâncias é importante porque elas são tão fundamentais para entender nossa galáxia”, disse a coautora Ilaria Fornasiero, que era doutoranda no mesmo programa da autora principal. “Por exemplo, isso pode significar que os astrônomos terão de revisar estimativas da massa da galáxia, porque isso afeta o quanto os braços se estendem.”
As imagens incluem dados em raios-X do Chandra e dados ópticos do Pan-STARRS. A imagem composta mostra anéis de raios-X gerados por uma explosão de raios gama (GRB), uma fonte brilhante de raios-X localizada fora da nossa galáxia. Em um fenômeno chamado ecos de luz, os raios-X do GRB ricochetearam em nuvens de poeira nos braços espirais da nossa galáxia. Os diâmetros dos anéis nos dados do Chandra fornecem as distâncias das nuvens de poeira até a Terra, com anéis maiores sendo gerados por nuvens de poeira mais próximas de nós. O GRB está localizado no centro dos círculos que definem os anéis, à esquerda dos dados em raios-X delimitados pelo quadrado branco.
Raios-X: NASA/CXC/INAF/B. Vaia et al.; Óptico: Pan-STARRS; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N.Wolk & P.Edmonds
A equipe também usou seus dados para estimar que a nuvem de poeira no braço mais distante tem cerca de 3.500 anos-luz de largura. Esses resultados mostram que suas medições se aplicam à espessura total do braço espiral, e não a uma nuvem de poeira aleatória e isolada que talvez não seja totalmente representativa da localização do braço.
Embora essa técnica tenha proporcionado grandes melhorias na precisão, pode ser difícil usá-la para medições adicionais porque explosões de raios gama brilhantes que sejam visíveis através do plano da galáxia são raras.
“Estamos contando com o universo para nos fornecer esses eventos e, até agora, ao longo de mais de 25 anos, encontramos apenas alguns poucos que podemos usar”, disse a coautora Andrea Tiengo, da Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia. “Dito isso, continuaremos de olho para encontrar mais.”
O Marshall Space Flight Center, da NASA, em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra. O Chandra X-ray Center do Smithsonian Astrophysical Observatory controla as operações científicas a partir de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo a partir de Burlington, Massachusetts.
Leia mais sobre o Observatório de Raios-X Chandra, da NASA
Para saber mais sobre o Chandra, visite:
https://nasa.gov/chandra
Para saber mais sobre a missão Chandra da NASA, visite:
https://nasa.gov/chandra
Descrição visual
Este comunicado traz um vídeo curto e uma série de imagens, todos relacionados a uma compreensão atualizada da estrutura da nossa galáxia natal. Ao estudar anéis de ecos de luz em raios-X, os pesquisadores agora acreditam que dois dos braços espirais da Via Láctea podem estar mais distantes do centro da galáxia do que se pensava anteriormente.
A compreensão atualizada da estrutura da Via Láctea é destacada em um vídeo curto, que compara duas imagens conceituais feitas por artistas. Em ambas as imagens, nossa galáxia espiral Via Láctea é mostrada de frente. Ela tem um núcleo branco e brilhante com vários braços que se enrolam a partir do centro, como nuvens longas e finas em formato de saca-rolhas girando no sentido anti-horário. Os dois braços mais longos completam uma rotação completa da galáxia espiral e se curvam até o canto superior direito das imagens.
A primeira imagem do vídeo mostra a compreensão anterior da Via Láctea. Aqui, os dois braços mais longos estão enrolados em torno do núcleo em uma espiral relativamente apertada. Na segunda imagem, que representa a compreensão atualizada, os dois braços mais longos estão em uma espiral mais aberta. Visualmente, isso significa que há mais espaço entre os braços curvados, que estão mais distantes do núcleo brilhante da galáxia. O vídeo alterna para frente e para trás entre as duas imagens conceituais para ilustrar as diferenças estruturais entre as duas compreensões.
Esses resultados também são mostrados em uma imagem estática que sobrepõe a nova compreensão à compreensão anterior. Nessa ilustração conceitual feita por artista, linhas pontilhadas e cores diferentes são usadas para diferenciar as duas.
Uma equipe de astrônomos fez essa descoberta estudando explosões de raios gama que ricocheteiam em nuvens de poeira nos braços espirais da galáxia. Os anéis resultantes de raios-X, conhecidos como ecos de luz, foram detectados e mapeados pelo Observatório de Raios-X Chandra, da NASA, e pelo XMM-Newton, da ESA. Em uma imagem complementar de dados, os ecos de luz se parecem com arcos concêntricos de pontos azuis em forma de néon, deixando um rastro sobre um céu salpicado.
Ao identificar a posição dos braços espir
