Astrônomos descobriram uma “fratura” em um dos braços espirais da Via Láctea

Esta ilustração ilustra a compreensão atual dos astrônomos da estrutura em grande escala da Via Láctea. Estrelas e regiões de formação de estrelas são amplamente agrupadas em braços espirais. Medir a forma, o tamanho e o número de braços espirais é um desafio porque a Terra está dentro da galáxia. Crédito: NASA / JPL-Caltech

O recurso recém-descoberto fornece uma visão sobre a estrutura em grande escala de nossa galáxia, que é difícil de estudar da posição da Terra dentro dela.

Os cientistas descobriram uma característica não reconhecida anteriormente em nossa área via Láctea Galáxia: Um grupo de estrelas jovens e nuvens de gás formadoras de estrelas emergindo de um dos braços espirais da Via Láctea como uma lasca de madeira. Abrangendo cerca de 3.000 anos-luz, esta é a primeira estrutura importante a ser identificada com uma orientação completamente diferente daquela do braço.

Os astrônomos têm uma ideia aproximada do tamanho e da forma dos braços da Via Láctea, mas muito permanece desconhecido: eles não podem ver toda a estrutura de nossa galáxia original porque a Terra está dentro. É o mesmo que ficar no meio da Times Square e tentar mapear a ilha de Manhattan. Você pode medir distâncias com precisão suficiente para saber se dois edifícios estão no mesmo quarteirão ou se algumas ruas estão distantes? E como você pode esperar ver o caminho até a ponta da ilha com tantas coisas pelo caminho?

O conceito deste artista ilustra a nova visão da Via Láctea, juntamente com outros resultados apresentados no 212º encontro da American Astronomical Society em St. Louis, Missouri. de uma faixa central espessa, enquanto os agora abaixados dois braços (Norma e Sagitário) são menos distintos e ficam entre os dois braços principais. Os braços principais consistem na maior densidade de estrelas jovens e velhas; As armas pequenas são preenchidas principalmente com gás e bolsões de atividade de formação de estrelas. O conceito do artista também inclui um novo braço espiral, denominado “braço Far-3 kiloparsec”, descoberto por um radiotelescópio de pesquisa de gás na Via Láctea. Este braço é mais curto do que os dois braços principais e está localizado ao longo da barra da galáxia. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Para saber mais, os autores do novo estudo focaram em uma parte próxima de um dos braços da galáxia, chamada de braço de arco. Usando o telescópio espacial Spitzer da NASA antes de sua aposentadoria em janeiro de 2020, eles procuraram por estrelas recém-nascidas, escondidas em nuvens de gás e poeira (chamadas nebulosas) onde se formaram. O Spitzer detecta a luz infravermelha que pode penetrar nessas nuvens, enquanto a luz visível (que o olho humano pode ver) é bloqueada.

Acredita-se que estrelas jovens e nebulosas se alinham intimamente com o formato de seus braços. Para obter uma visão 3D do setor do braço, os cientistas usaram os dados mais recentes da missão Gaia da Agência Espacial Européia (ESA) para medir com precisão as distâncias às estrelas. Os dados combinados revelaram que a estrutura longa e fina presa ao braço de Sagitário consiste em estrelas jovens movendo-se aproximadamente na mesma velocidade e na mesma direção no espaço.

Um grupo de estrelas e nuvens formadoras de estrelas são encontradas emergindo do braço de Sagitário da Via Láctea. A inserção mostra o tamanho da estrutura e a distância do sol. Crédito: NASA / JPL-Caltech

“A principal propriedade dos braços espirais é a forma como eles envolvem uma galáxia”, disse Michael Kuhn, astrofísico da Caltech e principal autor do novo artigo de pesquisa. Essa característica é medida pelo ângulo de inclinação do braço. Um círculo tem um ângulo de inclinação de 0 grau, e quanto mais aberta a espiral se torna, maior é o ângulo de inclinação. “A maioria dos modelos da Via Láctea indica que o braço do arco forma uma espiral com um ângulo de inclinação de cerca de 12 graus, mas a estrutura que examinamos na verdade se projeta em um ângulo de 60 graus.”

Estruturas semelhantes – às vezes chamadas de afloramentos ou penas – destacam-se dos braços de outras galáxias espirais. Por décadas, os cientistas se perguntaram se os braços espirais da Via Láctea também são pontilhados com essas estruturas ou se são relativamente lisos.

Medição da Via Láctea

O recurso recém-descoberto contém quatro nebulosas conhecidas por sua beleza cênica: a Nebulosa da Águia (que contém os Pilares da Criação), a Nebulosa Ômega, a Nebulosa Trífida e a Nebulosa da Lagoa. Na década de 50 do século passado, uma equipe de astrônomos fez medições de distâncias aproximadas de algumas estrelas dessas nebulosas e foi capaz de inferir a presença do braço do arco. Seu trabalho forneceu algumas das primeiras evidências da estrutura espiral da nossa galáxia.

“As distâncias estão entre as coisas mais difíceis de medir em astronomia”, disse o coautor Alberto Crone Martins, astrofísico e professor de informática na Universidade da Califórnia em Irvine e membro do Consórcio de Análise e Processamento de Dados Gaia (DPAC). . “Apenas medições de distância diretas recentes de Gaia tornam a geometria desta nova estrutura tão clara.”

Aqui estão as nebulosas Eagle, Omega, Trivid e Lake, fotografadas pelo Spitzer Infrared Space Telescope da NASA. Essas nebulosas são parte de uma estrutura dentro do braço ártico da Via Láctea que emerge do braço em um ângulo dramático. Crédito: NASA / JPL-Caltech

No novo estudo, os pesquisadores também utilizaram um catálogo de mais de 100.000 estrelas recém-nascidas descobertas por Spitzer em uma pesquisa de galáxias chamada Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE).

“Quando colocamos os dados de Gaia e Spitzer juntos e finalmente vemos este mapa 3D detalhado, podemos ver que há uma grande complexidade nesta região que não era evidente antes”, disse Kuhn.

Os astrônomos ainda não entendem por que os braços espirais se formam em galáxias como a nossa. Embora não possamos ver a estrutura completa da Via Láctea, a capacidade de medir o movimento de estrelas individuais é útil para a compreensão deste fenômeno: é provável que as estrelas na estrutura recém-descoberta estivessem quase ao mesmo tempo, na mesma região geral , e foram afetados exclusivamente por forças influentes. Dentro da galáxia, incluindo gravidade e cisalhamento devido à rotação da galáxia.

Um dos autores do artigo, Robert Benjamin, astrofísico da Universidade de Wisconsin Whitewater e principal investigador da Pesquisa Glimpus, disse. “Esta estrutura é uma pequena parte da Via Láctea, mas pode nos dizer algo importante sobre a galáxia como um todo.”

Referência: “Estrutura de alto ângulo de inclinação no braço do arco” por MA Kuhn1, R. A. Benjamin, C. Zucker, A. Krone-Martins, R. S. de Souza, A. Castro-Ginard, EEO Ishida, MS Povich9 e L.A. Hillenbrand para COIN , 21 de julho de 2021, Astronomia e astrofísica.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202141198