Uma equipe de astrônomos poloneses criou o mapa tridimensional mais preciso da Via Láctea até o momento, revelando torções e irregularidades surpreendentes ao longo do disco galáctico.

Construir um mapa preciso da Via Láctea não é fácil.

Nossa localização dentro da gigantesca estrutura significa que não podemos observar nossa galáxia externamente, forçando-nos a visualizar sua forma a partir de dentro. Extensões densas de estrelas, gás e poeira complicam ainda mais nossa visão. Apesar dessas limitações, sabemos que a Via Láctea é uma galáxia espiral que mede cerca de 120 mil anos-luz de diâmetro, e que estamos localizados a cerca de 27 mil anos-luz do núcleo galáctico.

Ao longo dos anos, os astrônomos empregaram várias tentativas de mapear nossa galáxia, incluindo contagens de estrelas, observações de rádio de moléculas de gás e até mesmo extrapolações de galáxias espirais similares próximas. Esses esforços resultaram em mapas decentes, mas não ótimos. Uma maneira melhor de mapear a Via Láctea seria medir diretamente nossa distância até uma grande amostra de estrelas espalhadas pelo disco galáctico. Melhor ainda, as estrelas usadas nesta amostra pertenceriam a um tipo específico e bem estudado para garantir precisão de observação.

Usando essa estratégia, uma equipe de cientistas do Observatório Astronômico da Universidade de Varsóvia compilou o mapa 3D mais preciso da Via Láctea até o momento. A astrônoma Dorota Skowron conduziu o estudo, que foi publicado nesta quinta-feira (31) na revista Science.

Animação mostrando a forma torcida da nossa galáxia. GIF: J. Skowron/OGLE/Observatório Astronômico da Universidade de Varsóvia/Gizmodo

Entre várias outras novas descobertas, o mapa 3D atualizado mostra a estrutura em forma de S do disco estelar torcido da nossa galáxia. A Via Láctea não é plana como uma panqueca, mas “dobrada e torcida”, nas palavras do co-autor Przemek Mroz, que descreveu o trabalho de sua equipe em um vídeo. O fato de nossa galáxia ser dobrada já era conhecido, mas a nova pesquisa caracteriza ainda mais a extensão surpreendente dessas torções. Como mostra a nova pesquisa, esta deformação começa em faixas maiores que 25 mil anos-luz do núcleo galáctico, e fica mais acentuada com a distância.

“Se pudéssemos ver nossa galáxia de lado, veríamos claramente sua deformação”, disse Skowron ao Gizmodo. “As estrelas que estão a 60.000 anos-luz de distância do centro da Via Láctea são tão distantes quanto 5.000 anos-luz acima ou abaixo do plano galáctico”, disse ela. “Esta é uma grande porcentagem”.

Em termos de causa, os pesquisadores atribuíram interações com galáxias vizinhas, gás intergaláctico e possivelmente com matéria escura.

A nova pesquisa também mostrou que a espessura da Via Láctea é variável por toda parte. Nossa galáxia fica mais espessa com a distância do núcleo. Em nossa localização, por exemplo, o disco galáctico tem cerca de 500 anos-luz de espessura, mas nas bordas externas é de até 3.000 anos-luz de espessura.

Estrelas Cefeidas da Via Láctea no mapa da Via Láctea. Imagem: J. Skowron/Serge Brunier

Para criar o mapa 3D, Skowron e seus colegas mapearam a localização das estrelas variáveis ​​Cefeida. Essas jovens supergigantes pulsantes são ideais para essa pesquisa porque seu brilho muda em um padrão muito regular. Em última análise, a localização das estrelas Cefeida dentro da Via Láctea pode ser mais precisamente determinada do que outros tipos de estrelas, o que era exatamente necessário para este projeto de mapeamento.

Uma amostra de mais de 2.400 Cefeidas foi usada para criar o novo mapa, a maioria das quais foram identificadas com a pesquisa ORL (Optical Gravitational Lensing Experiment, ou “Experimento Óptico de Lente Gravitacional”), que monitora o brilho de quase 2 bilhões de estrelas. No total, os pesquisadores observaram o disco galáctico por seis anos, registrando 206.726 imagens do céu.

O telescópio de Varsóvia de 1,3 metro fica nos Andes chilenos e é usado para a pesquisa OGLE. Ele pode monitorar o brilho das estrelas e medir suas propriedades por anos. Isso torna o mapa espacialmente mais completo do que os produzidos por dados do satélite Gaia, por exemplo, em que as distâncias são confiáveis ​​apenas de 10 mil a 15 mil anos-luz, disse Skowron. Além disso, o novo mapa é mais preciso do que os anteriores devido ao maior número de estrelas e à “alta pureza” das amostras de Cefeidas, disse ela.

“Portanto, este é o mapa mais ‘real’ da Via Láctea”, comentou a cientista.

Se este trabalho parece familiar, é porque a pesquisa publicada no início deste ano na Nature Astronomy utilizou uma técnica similar, na qual cientistas da Academia Chinesa de Ciências chegaram a conclusões próximas, usando um grupo diferente de Cefeidas para seu mapa. Um dos cientistas por trás da pesquisa anterior, Xiaodian Chen, dos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências, se incomodou com o fato de os autores do novo artigo não terem citado o trabalho de sua equipe. No entanto, ele ainda gostou da nova descoberta científica.

“Eles essencialmente confirmaram as nossas conclusões anteriores sobre a forma 3D do disco da Via Láctea, incluindo a sua queima nas regiões exteriores”, disse Chen. “Uma coisa boa sobre a confirmação do nosso trabalho é que eles usaram um conjunto de dados diferente, cobrindo 2.431 Cefeidas em comparação com os nossos 2.330, observados com um telescópio diferente e através de diferentes filtros. No entanto, eles encontraram praticamente o mesmo resultado, o que é reconfortante!”

Além de ilustrar a natureza tortuosa e torcida de nossa galáxia, o novo mapa mostrou que as Cefeidas estão surpreendentemente agrupadas de forma próxima no espaço e têm idades similares.

“Esta é uma indicação clara de que elas foram criadas juntas, na mesma região de formação de estrelas nos estreitos braços da Via Láctea”, disse Skowron. “Podemos ver com nossos próprios olhos, e dentro de nossa própria galáxia, que a formação de estrelas não é um processo constante, mas na verdade está acontecendo em explosões”.

O novo mapa também ajudará a esclarecer melhor a estrutura física da Via Láctea, o número de braços em espiral (que ainda é discutido) e a gravidade da torção em espiral dos braços, entre outros aspectos. Para aprimorar o mapa atual, Skowron disse que observações feitas no Hemisfério Norte acrescentariam mais clareza, junto com o uso de observatórios capazes de espreitar para o outro lado do núcleo galáctico e em regiões com muita poeira e muito próximas ao plano galáctico. Os telescópios infravermelhos, ela disse, poderiam quebrar o galho.

No futuro, Skowron espera mapear estrelas mais antigas, o que lhes permitiria visualizar a evolução da Via Láctea ao longo do tempo.