3151: Vibrações estelares levam a nova estimativa da idade da Via Láctea

CIÊNCIA

Impressão de artista da Via Láctea, mostrando o disco espesso e o disco fino.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt/SSC

Os sismos estelares registados pelo telescópio espacial Kepler da NASA ajudaram a responder a uma pergunta de longa data sobre a idade do “disco espesso” da Via Láctea.

Num artigo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, uma equipa de 38 cientistas liderada por investigadores do Centro de Excelência ARC para ASTRO-3D (All Sky Astrophysics in Three Dimensions) da Austrália usou dados da sonda agora extinta para calcular que o disco tem cerca de 10 mil milhões de anos.

“Esta descoberta esclarece um mistério,” diz o autor principal, Dr. Sanjib Sharma do ASTRO-3D e da Universidade de Sydney na Austrália.

“Os dados anteriores sobre a distribuição etária das estrelas no disco não concordavam com os modelos construídos para a descrever, mas ninguém sabia onde estava o erro – nos dados ou nos modelos. Agora temos certeza de que o encontrámos.”

A Via Láctea – como muitas outras galáxias espirais – consiste de duas estruturas semelhantes a discos, de nome “espessa” e “fina”. O disco espesso contém apenas cerca de 20% do total de estrelas da Galáxia e, com base na sua composição e espessura vertical, é considerado o componente mais antigo do par.

Para descobrir quão mais velho, o Dr. Sharma e colegas usaram um método conhecido como astero-sismologia – uma maneira de identificar as estruturas internas das estrelas medindo as suas oscilações a partir de sismos estelares.

“Os sismos geram ondas sonoras dentro das estrelas que as fazem vibrar,” explica o co-autor Dennis Stello, professor associado do ASTRO-3D e da Universidade de Nova Gales do Sul.

“As frequências produzidas dizem-nos coisas sobre as propriedades internas das estrelas, incluindo a sua idade. É um pouco como identificar um violino Stradivarius ouvindo o som que produz.”

Esta datação permite que os investigadores essencialmente olhem para trás no tempo e discernem o período na história do Universo em que a Via Láctea se formou; uma prática conhecida como arqueologia galáctica.

Não que os cientistas realmente ouçam o som gerado pelos sismos estelares. Ao invés, procuram como o movimento interno é reflectido nas mudanças de brilho.

“As estrelas são apenas instrumentos esféricos cheios de gás,” diz Sharma, “mas as suas vibrações são minúsculas, por isso temos que observar com muito cuidado.”

“As excelentes medições de brilho feitas pelo Kepler foram ideais para isso. O telescópio era tão sensível que seria capaz de detectar o escurecimento do farol de um carro provocado pela passagem de uma pulga.”

Os dados transmitidos pelo telescópio durante os quatro anos após o lançamento em 2009 apresentaram um problema para os astrónomos. As informações sugeriram que havia mais estrelas mais jovens no disco espesso do que os modelos previram.

A pergunta que os cientistas enfrentavam era clara: os modelos estavam errados ou os dados estavam incompletos?

No entanto, em 2013 o Kepler avariou e a NASA reprogramou-o para continuar a trabalhar numa capacidade reduzida – um período que ficou conhecido como missão K2. O projecto envolveu a observação de muitas partes diferentes do céu durante 80 dias de cada vez.

A primeira parcela destes dados representou uma nova fonte rica para Sharma e colegas da Universidade Macquarie, da Universidade Nacional Australiana, da Universidade de Nova Gales do Sul e da Universidade da Austrália Ocidental. À sua análise juntaram-se outras instituições dos EUA, Alemanha, Áustria, Itália, Dinamarca, Eslovénia e Suécia.

Uma análise espectroscópica recente revelou que a composição química incorporada nos modelos existentes para estrelas no disco espesso estava errada, o que afectou a previsão das suas idades. Levando isto em conta, os investigadores descobriram que os dados astero-sísmicos observados caíam agora em “excelente concordância” com as previsões dos modelos.

O professor Stello diz que os resultados fornecem uma forte verificação indirecta do poder analítico da astero-sismologia para estimar idades.

Ele acrescentou que dados adicionais ainda a serem analisados da missão K2, combinados com novas informações recolhidas pelo TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, resultarão em estimativas precisas para as idades de ainda mais estrelas no disco e que isto ajudará a desvendar a história da formação da Via Láctea.

Astronomia On-line
6 de Dezembro de 2019

spacenews

 

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