O XMM-Newton da ESA descobriu que o gás escondido no halo da Via Láctea atinge temperaturas muito mais quentes do que se pensava anteriormente e tem uma composição química diferente do previsto, desafiando a nossa compreensão da nossa casa galáctica.
Um halo é uma vasta região de gás, estrelas e matéria escura invisível ao redor de uma galáxia. É um componente-chave de uma galáxia, conectando-a a um espaço intergalático mais amplo e, portanto, acredita-se que ela desempenhe um papel importante na evolução galáctica.
Até agora, pensava-se que o halo de uma galáxia continha gás quente a uma única temperatura, com a temperatura exata desse gás dependente da massa da galáxia.
No entanto, um novo estudo usando o observatório espacial de raios-X XMM-Newton da ESA agora mostra que o halo da Via Láctea contém não apenas um, mas três componentes diferentes de gás quente, sendo o mais quente um fator dez mais quente do que se pensava anteriormente. É a primeira vez que múltiplos componentes de gás estruturados dessa maneira são descobertos não apenas na Via Láctea, mas em qualquer galáxia.
“Pensamos que a temperatura do gás nos halos galácticos variava entre 10.000 e um milhão de graus – mas acontece que um pouco do gás no halo da Via Láctea pode atingir 10 milhões de graus escaldantes”, disse Sanskriti Das, estudante de graduação da A Ohio State University, EUA, e principal autor do novo estudo.
“Embora pensemos que o gás é aquecido a cerca de um milhão de graus quando uma galáxia se forma inicialmente, não temos certeza de como esse componente ficou tão quente. Pode ser devido aos ventos que emanam do disco de estrelas da Via Láctea”.
O estudo usou uma combinação de dois instrumentos a bordo do XMM-Newton: o espectrômetro de grade de reflexão (RGS) e a câmera de imagem fotográfica europeia (EPIC). O EPIC foi usado para estudar a luz emitida pelo halo e o RGS para estudar como o halo afeta e absorve a luz que passa por ele.
Para sondar o halo da absorção da Via Láctea, Sanskriti e colegas observaram um objeto conhecido como blazar: o núcleo energético e muito ativo de uma galáxia distante que emite raios intensos de luz.
Tendo viajado quase cinco bilhões de anos-luz através do cosmos, a luz de raios-X deste blazar também passou pelo halo de nossa galáxia antes de alcançar os detectores de XMM-Newton e, portanto, contém pistas sobre as propriedades dessa região gasosa.
Ao contrário dos estudos anteriores de raios-X da auréola da Via Láctea, que normalmente duram um dia ou dois, a equipe realizou observações durante um período de três semanas, permitindo detectar sinais que geralmente são muito fracos para serem vistos.
“Analisamos a luz do blazar e concentramos-nos em suas assinaturas espectrais individuais: as características da luz que podem nos dizer sobre o material que ela passou a caminho de nós”, disse Smita Mathur, também da Universidade Estadual de Ohio. e consultor de Sanskriti.
“Existem assinaturas específicas que existem apenas em temperaturas específicas, então fomos capazes de determinar o quão quente o gás halo deve ter afetado a luz do blazar”.
A auréola quente da Via Láctea também é significativamente aprimorada com elementos mais pesados ??que o hélio, que geralmente são produzidos nas fases posteriores da vida de uma estrela. Isso indica que o halo recebeu material criado por certas estrelas durante suas vidas e estágios finais, e foi lançado no espaço à medida que morrem.
“Até agora, os cientistas procuravam principalmente oxigênio, pois é abundante e, portanto, mais fácil de encontrar do que outros elementos”, acrescentou Sanskriti. “Nosso estudo foi mais detalhado: analisamos não apenas o oxigênio, mas também o nitrogênio, o néon e o ferro, e encontramos alguns resultados extremamente interessantes”.
Os cientistas esperam que o halo contenha elementos em proporções semelhantes às vistas no Sol. No entanto, Sanskriti e colegas notaram menos ferro no halo do que o esperado, indicando que o halo foi enriquecido por estrelas moribundas maciças e também menos oxigênio, provavelmente devido a esse elemento ser absorvido por partículas empoeiradas no halo. “Isso é realmente emocionante – foi completamente inesperado e nos diz que temos muito a aprender sobre como a Via Láctea evoluiu para a galáxia que é hoje”, acrescentou Sanskriti.
O recém-descoberto componente de gás quente também tem implicações mais amplas que afetam nossa compreensão geral do cosmos. Nossa galáxia contém muito menos massa do que esperamos: isso é conhecido como o “problema da falta de matéria”, pois o que observamos não corresponde às previsões teóricas.
A partir do mapeamento de longo prazo do cosmos, a sonda Planck da ESA previu que pouco menos de 5% da massa do Universo deveria existir na forma de matéria “normal” – o tipo que compõe estrelas, galáxias, planetas e assim por diante.
“Porém, quando somamos tudo o que vemos, nossa cifra não chega nem perto dessa previsão”, acrescentou o co-autor Fabrizio Nicastro, do Osservatorio Astronomico di Roma – INAF, Itália, e o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, EUA. ” o resto? Alguns sugerem que ele pode estar escondido nos halos extensos e maciços ao redor das galáxias, tornando nossa descoberta realmente emocionante “.
Como esse componente quente do halo da Via Láctea nunca foi visto antes, pode ter sido negligenciado em análises anteriores – e, portanto, pode conter uma grande quantidade desse assunto “ausente”.
“Estas observações fornecem novas ideias sobre a história térmica e química da Via Láctea e da sua auréola, e desafiam o nosso conhecimento de como as galáxias se formam e evoluem”, disse o cientista do projeto ESA XMM Norbert Schartel.
“O estudo analisou a auréola ao longo de uma linha de visão – aquela em direção ao blazar -, por isso será extremamente empolgante ver pesquisas futuras expandindo isso”.
Publicado em 20/01/2020
Artigo original:
Achou importante? Compartilhe!
Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: