Terra: fatos sobre o nosso planeta

Por Adam Mann - Colaborador da Live Science November 01, 2019 Referência

Artigo de referência: Fatos básicos sobre o planeta Terra.

 

Terra do espaço.

(Imagem: © NASA / JPL)

 

A Terra é nosso lar, o único lugar no universo onde sabemos com certeza que a vida existe. A Terra se formou há pouco mais de 4,5 bilhões de anos, a partir de uma nuvem rodopiante de gás e poeira que deu origem a todo o nosso sistema solar, incluindo a nossa estrela, o sol. De acordo com as melhores teorias dos cientistas, esse gás e poeira entraram em colapso em um disco , com diferentes partes do disco coalescendo em cada um dos planetas do nosso sistema solar.

Onde fica a Terra?

Nosso planeta fica em um pequeno canto da Via Láctea, a 25.000 anos-luz do centro galáctico e a 25.000 anos-luz da borda, de acordo com o Universe Today .  

Nosso sistema solar está situado em um braço menor chamado de Orion-Cygnus, que se ramifica do braço de Sagitário, um dos dois principais braços espirais da galáxia.
 

A circunferência da Terra é de 40.905 quilômetros, o que o torna o maior planeta rochoso do sistema solar. Nosso planeta orbita a 93 milhões de milhas (150.000 km) de distância do sol, proporcionando a temperatura certa para água líquida persistente na superfície, o único corpo conhecido a fazê-lo.

De que é feita a Terra?

Várias formas de relevo enormes conhecidas como continentes existem em vários lugares na superfície da Terra.  

O maior continente, às vezes conhecido como Afro-Eurásia (embora mais comumente dividido na África, Europa e Ásia), tem uma área total de 84.950.000 km2 (32.800.000 milhas quadradas), de acordo com a Enciclopédia da Geografia Mundial .  

As Américas do Norte e do Sul juntas compreendem 16.428.000 milhas quadrados (42 milhões de quilômetros quadrados), enquanto o continente congelado da Antártica tem 1440 milhões de quilômetros quadrados (14 milhões de quilômetros quadrados) e a área da Austrália é de 7.670.000 milhas quadradas (7.656.127 quilômetros quadrados).

 

Os processos abaixo da crosta terrestre fazem com que esses continentes se movam ao longo de períodos geológicos. Os geólogos descobriram continentes subterrâneos enterrados nas profundezas da superfície e, embora ninguém saiba exatamente como ou quando se formaram, eles podem ser tão antigos quanto a própria Terra.

 

A crosta terrestre é uma fina camada que se estende, em média, cerca de 30 km abaixo de nossos pés, contendo principalmente rochas silicáticas e basálticas, de acordo com o US Geological Survey .  

O manto é a próxima camada abaixo, estendendo-se a cerca de 2.900 km abaixo da superfície da Terra. Um equívoco comum é que toda a rocha do manto é derretida em magma ; de fato, a maioria está em uma forma altamente viscosa que é tão espessa que leva milhões de anos para que seu movimento se torne aparente.  

No centro da Terra, encontra-se um núcleo de níquel-ferro líquido no exterior, até 2.260 km, mas esmagado por pressões incríveis em uma forma sólida nas profundidades mais baixas.

Atmosfera da Terra

A atmosfera do nosso planeta é 78% de nitrogênio, com 20% de oxigênio adicional, 0,9% de argônio e 0,04% de dióxido de carbono, além de vestígios de outros gases, de acordo com a NASA .  

A maioria das atividades humanas ocorre na camada atmosférica mais baixa , a troposfera, que se estende de 8 a 14,5 km acima de nossas cabeças. Acima disso, está a estratosfera, onde nuvens e balões meteorológicos voam, chegando a 50 km de altura. Isso é seguido pela mesosfera, que se estende até 85 quilômetros de altura (é onde os meteoros queimam) e a termosfera, que se estende até o espaço, com pelo menos 600 km de altura.

 

A atividade humana está afetando muito o clima e o clima na atmosfera da Terra. Ao adicionar excesso de dióxido de carbono, que retém a radiação infravermelha do sol, a indústria humana está aquecendo nosso planeta através do aquecimento global , levando a alterações em larga escala. Isso inclui um aumento nas temperaturas médias em torno de 1,3 graus Celsius. Setembro de 2019 teve algumas das temperaturas mais quentes registradas em todo o mundo.

A superfície da Terra

A Terra é inclinada em seu eixo em 23,4 graus, o que significa que a luz solar cai desigualmente na superfície do planeta ao longo do ano, criando variações sazonais na maior parte do planeta. Porém, regiões diferentes experimentam variações diferentes da luz solar e, portanto, a superfície da Terra é frequentemente dividida em três grandes zonas climáticas: as regiões polares no Ártico e Antártico, que começam acima ou abaixo de 66 graus de latitude norte ou sul; as zonas temperadas médias, entre 23 e 66 graus de latitude norte ou sul; e as regiões tropicais, entre o Trópico de Câncer, a 23 graus de latitude norte, e o Trópico de Capricórnio, a 23 graus de latitude sul, de acordo com a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica .

 

O ponto mais alto acima do nível do mar é o pico do Monte Everest . a 29.029 pés (8.848 metros).  

Uma fenda em forma de crescente no fundo do Oceano Pacífico ocidental, conhecida como Fossa das Marianas, é o ponto mais profundo do nosso planeta, estendendo-se a 10.984 m (36.037 pés).

 

O Nilo é o rio mais longo do mundo, serpenteando por 4.258 milhas (6.853 km) pelo nordeste da África. O Lago Baikal, na Rússia, é o maior e mais profundo lago de água doce, contendo 5.521 milhas cúbicas de água (23.013 km cúbicos) - um volume aproximadamente equivalente ao de todos os cinco Grandes Lagos da América do Norte juntos.

Vida na Terra

Talvez a coisa mais impressionante sobre a Terra, e a característica que até agora a torna única em todo o cosmos conhecido, seja a presença de organismos vivos.  

Algumas das evidências mais antigas da vida microbiana sugerem que ela já estava disseminada em nosso planeta há 3,95 bilhões de anos . Exatamente como essas criaturas microscópicas surgiram permanece um mistério, embora os especialistas tenham proposto muitas teorias .

 

Os cientistas estimam que existam até 1 trilhão de espécies em nosso planeta, ocupando nichos que se estendem da atmosfera superior até profundamente abaixo da superfície rochosa . Biosferas bizarras e complexas existem ao redor de fontes hidrotermais no fundo do oceano e em quase todas as rochas e fendas já exploradas. Se isso significa que os organismos existem na abundância de mundos em nosso sistema solar ou além disso permanece uma questão em aberto, embora a diversidade de vida na Terra tenha dado aos cientistas esperanças de que a vida possa existir em ambientes extremos em todo o universo.

Recursos adicionais:

• 7 maneiras de provar que a Terra é redonda (sem lançar um satélite)
• 50 fatos interessantes sobre a Terra
• Fotos: Vistas artísticas da Terra de cima

ESA/NASA

A erupção estelar enviou gás a voar a velocidades recordes

By Shandria SuttonAug. 6, 2018 , 5:15 PM

Há quase 170 anos, um dos mais brilhantes sistemas estelares da Via Láctea, Eta Carinae, experimentou uma enorme erupção - não exatamente uma supernova, mas tão poderosa que foi brevemente o segundo sistema mais brilhante do céu. Agora, os astrônomos estão medindo a luz da explosão antiga para saber mais sobre o evento, segundo a Space.com. 

Os astrônomos analisaram a luz que refletia a poeira interestelar e finalmente alcançou a Terra a partir da explosão, que enviou gás 20 vezes mais rápido que o normal, fazendo com que essas velocidades fossem as mais rápidas já relatadas em uma erupção na qual se sabe que a estrela sobreviveu. 

Os astrônomos acreditam que essas altas velocidades podem ser possíveis porque Eta Carinae já foi composta por três estrelas, duas das quais se fundiram para explodir. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Pesquisadores mapeiam a distribuição cronológica dos astros da Via Láctea

06 de setembro de 2016

José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Um grupo de pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), em colaboração com colegas nos Estados Unidos, publicou no fim de 2015, em The Astrophysical Journal Letters, um artigo no qual destacavam que a Via Láctea formou estrelas de dentro para fora. Depois do colapso gravitacional que produziu estrelas na região central, o processo deslocou-se paulatinamente para a periferia, chegando aos limites extremos do halo galáctico (leia mais em http://agencia.fapesp.br/22763).

Cerca de 130 mil estrelas azuis do halo da Galáxia integram trabalho de grupo do IAG-USP com colegas nos Estados Unidos, cujos resultados acabam de ser publicados em Nature Physics (reprodução).

O mesmo grupo acaba de publicar agora, em Nature Physics, um novo capítulo da pesquisa, no artigo The age structure of the Milky Way's halo.

Os autores são Rafael Miloni Santucci e Silvia Cristina Fernandes Rossi, do (IAG-USP), Vinicius Moris Placco (University of Notre Dame) e outros pesquisadores nos Estados Unidos. No Brasil, o trabalho está vinculado especialmente ao Projeto Temático “Mosaic: the multi-object spectrograph for the ESO extremely large telescope”, coordenado por Rossi e apoiado pela FAPESP. Rossi, que é professora livre-docente da USP, foi orientadora do doutorado de Placco e orienta o doutorado de Santucci.

O novo estudo utilizou uma base de dados quase 30 vezes mais robusta do que o anterior. Em vez de 4,7 mil estrelas, cerca de 130 mil astros foram considerados. “A abundância de pontos nos possibilitou produzir um mapa detalhado, mostrando a distribuição cronológica das estrelas da Galáxia”, disse Rossi à Agência FAPESP.

Os cerca de 130 mil astros mapeados, localizados no halo da Via Láctea, pertencem à classe das Estrelas Azuis de Ramo Horizontal ou BHBs (sigla para Blue Horizontal-Branch Stars). São estrelas antigas, em etapa bastante avançada de sua evolução, na qual brilhos intensos e constantes são gerados pela fusão de hélio em carbono. O sol do sistema que compreende a Terra, que está em uma fase muito mais jovem do ciclo evolutivo, pertence a outro conjunto, conhecido como Sequência Principal (SP), cujas estrelas transformam hidrogênio em hélio – uma etapa anterior do processo de fusão nuclear.

Deve-se ressalvar que as expressões “Sequência Principal” e “Ramo Horizontal” não têm a ver com a posição espacial das estrelas, mas, sim, com o posicionamento no chamado Diagrama de Hertzsprung – Russell (HRD, de Hertzsprung – Russell Diagram), criado por volta de 1910 pelo químico e astrônomo dinamarquês Ejnar Hertzsprung (1873 – 1967) e pelo astrônomo norte-americano Henry Norris Russell (1877 – 1957) para classificar as estrelas segundo sua etapa evolutiva. O diagrama relaciona a luminosidade da estrela com sua cor, sendo esta um indicador da temperatura. O Ramo Horizontal corresponde a uma fase que se estende por cerca de 10% do tempo total de vida da estrela.

Uma das grandes perguntas que permaneceu por muito sem resposta entre os estudiosos da Via Láctea era se a Galáxia havia se formado de fora para dentro ou de dentro para fora. Dois cenários competiam na descrição do processo. O “cenário monolítico” afirmava que as galáxias se formam a partir do colapso gravitacional súbito de uma gigantesca nuvem gasosa, originando enorme quantidade de protoestrelas ao mesmo tempo. O “cenário hierárquico” partia de uma galáxia relativamente pequena, que crescia à medida que outras galáxias ainda menores, atraídas por sua força gravitacional, se fundiam com ela.

“Nosso estudo não confirmou, de maneira exclusiva, um ou outro cenário. Mas sugere que houve, sim, uma formação em grande escala de objetos de dentro para fora. Ou seja, que a força gravitacional colapsou inicialmente o gás existente no centro, dando origem a uma primeira geração de estrelas, e que, ao longo de um intervalo de tempo da ordem de 3 bilhões de anos, essa formação estelar chegou às regiões mais periféricas”, disse Santucci.

A amostra utilizada, que reúne estrelas disseminadas por todas as direções do halo, foi extraída da base de dados norte-americana SDSS (Sloan Digital Sky Survey). “No conjunto de estrelas registradas nessa coleção, selecionamos aquelas previamente identificadas como estando na fase evolutiva de interesse. E, a partir daí, começamos a análise”, disse Rossi.

“Ao avaliar as distâncias e as cores dos objetos, verificamos que as estrelas BHBs mais azuladas do halo estavam concentradas predominantemente na região central. E que a cor ficava ligeiramente avermelhada conforme a distância entre a estrela e o centro da galáxia aumentava. A variação é extremamente sutil, mas as medidas de cor com filtros especiais mostraram que ela existe”, disse Santucci.

Variação de cor

Na tentativa de explicar essa sutilíssima variação de cor, os pesquisadores descartaram as possíveis causas para o avermelhamento descritas na literatura, como a existência de poeira no meio interestelar ou composições químicas diferentes para as estrelas, que poderiam mudar ligeiramente suas cores.

O avermelhamento também não tem a ver com o Efeito Doppler, que desvia o espectro luminoso para o azul quando o astro se aproxima do observador, e para o vermelho quando ele se afasta. Tal efeito só se torna relevante quando a velocidade de aproximação ou de afastamento é muito maior – o que ocorre apenas para estrelas situadas em outras galáxias que não a Via Láctea.

“O único fator que restou para explicar a variação de cor encontrada foi a idade do objeto. Sendo que, neste caso – e somente para esta fase evolutiva –, quanto mais vermelha a estrela, mais jovem ela é”, disse Santucci. Por isso, o estudo sugere uma formação de dentro para fora. Descartados todos os outros fatores, é a ilação que decorre do fato de as estrelas mais azuladas ocuparem posição central, e as mais avermelhadas, posição periférica.

“É importante ressaltar que a associação entre vermelhidão e juventude vale apenas para o estágio evolutivo considerado. Normalmente, as estrelas mais vermelhas são também as mais velhas. Mas, no Ramo Horizontal, o fenômeno se apresenta de forma diferente. É o único estágio evolutivo na vida das estrelas em que a vermelhidão é indicativa de juventude. Nossa hipótese é que exista uma pequena variação na massa desses objetos ao longo do tempo. Os objetos mais jovens teriam massa um pouco maior. E, por isso, emitiriam luz mais avermelhada”, disse Rossi.

Tempo de evolução e massa

Convém lembrar que o tempo de evolução das estrelas depende da massa. As mais massivas ficam menos tempo na Sequência Principal, em que se dá a fusão de hidrogênio em hélio, e passam mais rapidamente para o Ramo Horizontal, onde ocorre a fusão do hélio em carbono. Também permanecem menos tempo nessa segunda fase evolutiva, porque os processos nucleares que ocorrem em seu interior são muito mais intensos.

Para facilitar a visualização da distribuição espacial das estrelas conforme a idade, os pesquisadores brasileiros produziram uma animação em três dimensões que pode ser acessada em www3.nd.edu/~vplacco/map/. As estrelas de tipo BHB mais antigas, e por isso mais azuladas, cujas idades são estimadas em cerca de 12 bilhões de anos, situam-se na região central da Galáxia.

E, à medida que se distanciam do centro, as estrelas BHBs vão sutilmente se avermelhando, por apresentarem idades menores que, no limite do halo, são estimadas em 9,5 bilhões de anos – note-se que essas balizas temporais valem apenas para as BHBs; estrelas de outras classes podem apresentar idades muito menores, como o próprio Sol, que possui supostamente 4,6 bilhões de anos.

“Uma constatação surpreendente, que pôde ser percebida graças à ampliação da base de dados – facilmente visualizável no mapa e na animação –, é o fato de a região onde se encontram os objetos mais velhos ocupar uma vasta extensão ao redor do núcleo galáctico, chegando até mesmo ao setor do halo próximo ao Sol, que está cerca de 28 mil anos-luz [8,5 kiloparsecs] distante do centro galáctico”, comentou Santucci.

Essa região antiga reúne um precioso acervo de estrelas velhas, cujo estudo pode trazer informações extremamente importantes para o entendimento da composição química do Universo jovem e de sua evolução ao longo do tempo.

“Ela também nos mostra que podemos encontrar estrelas muito velhas e, por isso, pobres em metais, mesmo nas regiões próximas do Sistema Solar. Ou seja, que podemos incluir objetos brilhantes nas buscas pelos primeiros astros do Universo. Essas buscas também fazem parte da pesquisa de nosso grupo, com resultados promissores até o momento”, disse Santucci.

Enriquecimento químico do universo

Com relação à “metalicidade” das estrelas, é preciso lembrar que o enriquecimento químico do Universo, isto é, a incorporação de elementos químicos de maior massa, decorre do processo de fusão nuclear que ocorre nos núcleos das estrelas.

Dito de forma bastante simplificada, as estrelas passam cerca de 90% de seu tempo total de vida fundindo hidrogênio em hélio. Depois que o hidrogênio se exaure no núcleo, a estrela se rearranja para fundir hélio em carbono. E este novo estágio se prolonga por quase todo o resto de vida do astro. Porém, dependendo da massa da estrela, elementos ainda mais pesados que o carbono (nitrogênio, oxigênio, silício, ferro etc.) podem ser fundidos em etapas avançadas do ciclo. E são ejetados ao meio exterior quando as estrelas muito massivas explodem como supernovas.

Esses elementos são incorporados por estelas de gerações posteriores. O Sol é considerado uma estrela de terceira geração. Todos os elementos mais pesados do que o hidrogênio e o hélio existentes no Sistema Solar, inclusive no corpo humano, foram herdados dos processos nucleares de estrelas das gerações anteriores.

“As estrelas BHBs estão presentes em todos os ambientes e em todas as direções do céu. Novos levantamentos de dados, como o projeto S-PLUS, um importante mapeamento realizado por telescópio brasileiro situado em Cerro Tololo, no Chile, fornecerá informações sobre dezenas de milhares de BHBs situadas no céu do hemisfério Sul da Terra, que o SDSS norte-americano não consegue observar. Estruturas ainda desconhecidas de nossa galáxia poderão ser reveladas”, disse Santucci.

O artigo The age structure of the Milky Way's halo, publicado em Nature Physics, pode ser acessado no endereçohttp://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3874.html.

   Clique na imagem para abrir a animação

O plano XY contém o disco da Via Láctea (onde se situa o Sistema Solar) e o eixo Z representa a distância das estrelas até o plano. As distâncias são computadas em kiloparsecs (kpc), sendo que 1kpc corresponde a aproximadamente a 3,26 mil anos-luz e 1 ano-luz vale cerca de 10 trilhões de quilômetros. A posição do Sol não está destacada na animação, mas corresponde às coordenadas (X, Y, Z) = (8,5; 0; 0). A variação de cor descrita pela variável (g-r) possui um equivalente de idade entre parênteses, em unidades de bilhões de anos. Nota-se, portanto, que as regiões centrais da Galáxia são mais velhas (~12 bilhões de anos) e os objetos vão ficando mais jovens conforme aumenta a distância em relação ao centro, até atingir ~9.5 bilhões de anos de idade. Para construir este mapa de idade, os pesquisadores usaram a média da cor das estrelas em pequenos espaços. Cada ponto colorido visto dentro do cubo transparente revela a média de cor em um volume menor que 1kpc cúbico, onde existem ao menos três estrelas. As projeções vistas nas faces do cubo, cujas variações de cor foram suavizadas para destacar o fenômeno, representam visões em 2D nos diferentes planos de visada.

Testemunhas da infância galáctica

Astrônomos brasileiros investigam as estrelas mais antigas da Via Láctea para encontrar pistas sobre o início da nossa galáxia. 

 

Por: Valentina Leite

Publicado em 17/08/2015 | Atualizado em 17/08/2015

Representação artística do bojo (região central) da Via Láctea. (imagem: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt.

 

Qual é a idade da nossa galáxia? Apesar de não saberem determinar ao certo, os cientistas têm testemunhas no espaço que podem dar pistas sobre a origem da Via Láctea. Estamos falando, claro, das estrelas, que guardam, em sua composição, segredos de bilhões de anos. Foi justamente tentando desvendar esses mistérios que um grupo de cientistas do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (USP) resolveu iniciar, em 2011, uma pesquisa sobre as estrelas mais antigas da nossa galáxia. Quatro anos depois, eles já podem dizer que desvendaram a abundância de elementos químicos específicos nesses corpos celestes, além de terem uma nova hipótese para o enriquecimento químico das estrelas do centro da galáxia.

O ambicioso projeto, coordenado pela astrônoma Beatriz Barbuy, investiga conglomerados estelares localizados no que se acredita ser o componente mais antigo da Via Láctea, o bojo – a primeira estrutura a ser formada em uma galáxia que, como a nossa, tem formato espiral. "Enquanto o halo é a camada mais externa e maior, o bojo é a parte central, que concentra uma densidade maior de gases", explica a pesquisadora. Tais gases, majoritariamente o hidrogênio e o hélio, vão formando novas estrelas ao longo da vida da galáxia.

As primeiras estrelas da Via Láctea terminaram em grandes explosões (supernovas), que liberaram no espaço os elementos químicos que formaram novas estrelas

Situado a cerca de 24 anos-luz do Sistema Solar, o bojo da Via Láctea não é exatamente uma região próxima de nós. Para estudá-la, os pesquisadores usaram dados de vários telescópios do Observatório Europeu do Sul (ESO) capazes de captar imagens das estrelas que compõem essa estrutura. Além disso, também obtiveram informações enviadas pelo telescópio espacial Hubble.
Ao analisar o enorme conjunto de dados, a equipe da USP buscou localizar as estrelas denominadas de segunda geração – aquelas que compunham a primeira geração da galáxia teriam surgido logo após o Big Bang e desaparecido apenas 30 milhões de anos depois. "Elas terminaram em grandes explosões (supernovas), que liberaram no espaço os elementos químicos massivos que formaram a população estelar de segunda geração", conta Barbuy.

Os cientistas da USP chegaram a essa conclusão ao estudar a composição das estrelas por meio de uma técnica conhecida como espectroscopia, que analisa os elementos químicos formadores de um corpo celeste a partir da luz que ele emite. Formadas há pelo menos 13,7 bilhões de anos, logo após o surgimento do universo, essas estrelas de segunda geração são ricas em metais como o ferro. Esses elementos foram forjados durante a evolução e explosão das supernovas – estrelas mais velhas, como as da origem da nossa galáxia, que eram provavelmente pobres em elementos metálicos. "A metalicidade é um dos indicadores da longevidade de uma estrela. Se ela é rica em metais, é porque aproveitou elementos sintetizados por estrelas ainda mais antigas", resume a astrônoma.

O centro da Via Láctea concentra estrelas mais ricas em elementos químicos como ferro e oxigênio do que o halo, a parte mais externa da galáxia. (imagem: NASA / JPL)

A pesquisadora ressalva, no entanto, que, no bojo galáctico, as estrelas tendem a ser mais ricas em elementos químicos como ferro e oxigênio do que no halo, a parte mais externa da espiral da Via Láctea. Isso ocorre por conta da grande densidade de gases nessa região, que propicia a formação intensa de estrelas. O bojo da nossa galáxia possui cerca de dez vezes mais quantidade de supernovas que as proximidades do Sistema Solar, por exemplo.

Em busca de confirmações

A constatação da abundância de ferro, bário, oxigênio, magnésio e silício nas estrelas que compõem o bojo da Via Láctea é um dos principais resultados do projeto da USP, e indica que as estrelas secundárias foram enriquecidas pelas supernovas logo no início da vida da galáxia. Para os cientistas, pelas quantidades relativas dos elementos químicos que detectaram, as supernovas devem ter sido estrelas de alta massa, com alta rotação, que liberaram substâncias enriquecedoras no universo.

Outra hipótese é a de que as estrelas de segunda geração tenham sido formadas por hipernovas, explosões com dez vezes mais energia do que as supernovas comuns – uma teoria, segundo Barbuy, conciliável, e não concorrente, com aquela das estrelas de alta rotação. Isso pode explicar o enriquecimento das estrelas do bojo, que possuem consideráveis quantidades de zinco e de alguns elementos pesados como o bário em sua composição.

O projeto, que foi financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, ainda está em curso e termina nos próximos meses. Desde o seu início, já rendeu alguns artigos científicos, sendo dois principais: um foi publicado na prestigiosa Nature, outro, na especializada Astronomy and Astrophysics, em julho deste ano. O astrônomo Basílio Santiago, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, afirma que essa investigação é valiosa na busca por pistas da infância cósmica. “Para melhor compreender a formação de nossa e de outras galáxias vizinhas semelhantes, é preciso estudar as estrelas mais antigas que ainda brilham – ou seja, as de segunda geração”, pontua. “Além de explorar o bojo atrás dessas belezas celestes, esse projeto quer comparar as propriedades dessas estrelas com modelos recentes da química primordial da galáxia, e isso é essencial”. 

Valentina Leite
Instituto Ciência Hoje/ RJ

Nova técnica pode identificar galáxia satélite da Via Láctea

Análise da ondulação de hidrogênio em galáxias espirais pode ajudar a achar a 'Galáxia X'

13 de janeiro de 2011 | 20h 57

 

estadão.com.br

Um novo método de análise pode localizar galáxias satélites com base nas ondas que elas criam em nuvens de hidrogênio. A astrônoma Sukanya Chakrabarti, da Universidade da Califórnia em Berkeley, nos Estados Unidos, tem grandes esperanças de encontrar a "Galáxia X", uma galáxia anã que orbitaria a Via Láctea.

Sukanya Chakrabarti/UC Berkeley/Divulgação

Perturbação no gás hidrogênio é vista na galáxia M51

A técnica foi apresentada nesta quinta-feira, 13, na Sociedade Astronômica Americana, em Seattle.
Acredita-se que muitas das grandes galáxias, como a Via Láctea, tenham várias galáxias satélites, escuras demais para serem vistas. Elas são dominadas por "matéria escura", que segundo os cientistas compõe 85% de toda a matéria no universo, mas até agora não foi detectada.
Sukanya, bolsista de pós-doutorado, desenvolveu uma maneira de encontrar essas galáxias satélites escuras, por meio da análise da ondulação na distribuição de gás hidrogênio em galáxias espirais. O "Planeta X", um possível décimo planeta do Sistema Solar, foi previsto - erroneamente - há mais de 100 anos com base em perturbações na órbita de Netuno.
No início deste ano, a pesquisadora usou seu método matemático para prever que uma galáxia anã está localizada no lado oposto da Via Láctea, a partir da Terra, e que não foi vista até agora porque é obscurecida pelo gás e poeira presentes em seu disco. Outro astrônomo já havia despendido tempo no Telescópio Espacial Spitzer para procurar, por meio de ondas infravermelhas, essa hipotética Galáxia X.
"Minha esperança é de que esse método possa servir como uma sonda de distribuição de massa e matéria escura em galáxias, da mesma forma que hoje a lente gravitacional se tornou uma sonda de galáxias distantes", disse Sukanya.
Desde sua previsão sobre a Via Láctea, a astrônoma ganhou confiança em seu método após testá-lo com sucesso em duas galáxias com satélites conhecidos e fracos de luminosidade. "Essa abordagem tem amplas implicações para muitos campos da física e da astronomia: para a detecção indireta da matéria escura, de galáxias anãs dominadas por matéria escura, para a dinâmica planetária e para a evolução de galáxias conduzidas por impactos de satélite", explicou.
Leo Blitz, colega de Sukanya e professor de astronomia em Berkeley, disse que o método também poderia ajudar a testar uma alternativa à teoria da matéria escura, que propõe uma alteração na lei da gravidade para explicar a falta de massa nas galáxias.
"A densidade de matéria nos limites das galáxias espirais é difícil de explicar no contexto da gravidade modificada; portanto, se essa análise continuar a funcionar, e encontrarmos outras galáxias escuras em regiões distantes, poderemos descartar a gravidade modificada", afirmou.
A Via Láctea é cercada por cerca de 80 galáxias anãs - também chamadas de galáxias satélites - conhecidas ou suspeitas, apesar de algumas poderem estar apenas de passagem, não capturadas em órbitas ao redor da galáxia. A Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães são dois desses satélites, ambas galáxias anãs irregulares.
Os modelos teóricos de rotação das galáxias espirais, porém, acreditam que deve haver muito mais galáxias satélites, talvez milhares, com as menores ainda mais prevalentes que as grandes. Galáxias anãs, no entanto, têm pouca luz, e algumas podem ser invisíveis por causa da matéria escura.
Sukanya e Blitz perceberam que as galáxias anãs criam perturbações na distribuição de hidrogênio atômico frio (HI) dentro do disco de uma galáxia, e que essas ondulações podem revelar não só a massa, mas a distância e a localização do satélite. O gás hidrogênio frio em galáxias espirais é gravitacionalmente confinado ao plano do disco galático e se estende por uma distância muito maior que as estrelas visíveis - às vezes, até 5 vezes o diâmetro da espiral visível. O gás frio pode ser mapeado por radiotelescópios.
"O método é como deduzir o tamanho e a velocidade de um navio olhando para seu rastro", comparou Blitz. "Você vê as ondas de um monte de barcos, mas tem que ser capaz de diferenciar o rastro de um navio de médio ou pequeno porte do de um transatlântico."