Os astrônomos continuam tentando medir a massa da Via Láctea e continuam apresentando números diferentes. Mas não é que eles sejam ruins em matemática. Medir a massa de algo tão enorme quanto a Via Láctea é confuso. Além disso, estamos inseridos nela; são necessárias algumas manobras muito inteligentes para restringir sua massa.
A massa da Via Láctea é uma questão científica fundamental que os astrônomos tentam responder há décadas. O problema é que as melhores estimativas dos astrônomos variam muito. A dificuldade não surge da medição da massa das próprias estrelas. Vem do desafio de medir a matéria escura.
Não sabe o que é matéria escura? Ok, a Space Magazine está aqui para ajudar. (Se você sabe o que é, pode pular a próxima seção.)
O obrigatório "O que é matéria escura?" Parte
Primeiro de tudo, a matéria escura é hipotética. Nós realmente não sabemos o que é. Mas sabemos que está lá, ou melhor, sabemos que algo está lá.
As coisas com as quais podemos ver e interagir são feitas do que é chamado de "matéria bariônica". São feitas de átomos e são tudo o que estamos familiarizados: nossos corpos, planetas, estrelas, óculos de Kim Jong-un etc. a matéria bariônica representa apenas 10-15% da matéria no universo.
Pensamos que a matéria escura representa cerca de 85-90% da matéria no universo. É diferente da matéria regular porque não interage com a luz e não podemos vê-la. É por isso que se chama matéria escura.
Mas sabemos que existe porque as galáxias se comportam como se tivessem muito mais massa do que podemos ver. A dica de que existe na gravidade. As galáxias devem ter mais massa e, portanto, mais gravidade do que podemos ver em sua matéria regular, ou elas simplesmente se separariam. Sua massa e gravidade os mantêm unidos.
A versão curta é que as coisas não poderiam ser do jeito que são, a menos que houvesse muito mais massa do que podemos medir.
É realmente difícil de medir
“Nós simplesmente não conseguimos detectar a matéria escura diretamente.”
Laura Watkins, Observatório Europeu do Sul
“Nós simplesmente não podemos detectar a matéria escura diretamente,”Explica Laura Watkins (Observatório Europeu do Sul, Alemanha), que liderou a equipe que realizou a análise. "É isso que leva à atual incerteza na massa da Via Láctea - você não pode medir com precisão o que não pode ver!“
Então, como podemos medir algo que não podemos ver? Os astrônomos se ocupam em medir o efeito da matéria escura e, depois, meio que trabalham para trás. Mas, mesmo com todo o esforço, as estimativas variam muito, de até 500 bilhões de vezes a massa do nosso Sol, até 3 trilhões de vezes a massa do nosso Sol. Essa é uma enorme discrepância e um problema real e irritante em astronomia. E é por causa da dificuldade de medir toda a matéria escura.
Agora, um novo estudo liderado por Laura Watkins, do Observatório Europeu do Sul, acha que eles chegaram mais perto de medir a matéria escura e, portanto, toda a massa da Via Láctea. O número deles?
Eles dizem que a Via Láctea contém 1,5 trilhão de vezes mais massa que o nosso Sol, ou 1,5 trilhão de massas solares, dentro de um raio de 125.000 anos-luz do centro galáctico.
O estudo se baseia no segundo lançamento de dados da missão Gaia da Agência Espacial Europeia. Os autores o combinaram com observações do telescópio espacial Hubble.
Vamos entender como os astrônomos medem a massa da Via Láctea.
Os astrônomos não podem apenas tirar amostras de medidas de estrelas e depois extrapolar. Isso não funciona porque eles não podem ver toda a matéria escura. Então eles medem outras coisas. E, graças à missão Gaia, muitas medições já foram feitas por eles.
Digite Gaia e aglomerados globulares
Gaia é a missão do ESO de criar um mapa 3D da Via Láctea. É uma missão ambiciosa, mas produziu ótimos resultados. Gaia mediu a velocidade posicional e radial de cerca de um bilhão de estrelas na Via Láctea e no Grupo Local. Isso representa cerca de um por cento das estrelas da nossa galáxia. Isso pode não parecer muito, mas a precisão das medições também é realmente importante, especialmente quando se trata de medir a matéria escura.
Algumas das aproximadamente um bilhão de estrelas que Gaia mediu estão nos aglomerados globulares que estão perto da Via Láctea. Aglomerados globulares são coleções esféricas de estrelas, e cerca de 150 delas orbitam a Via Láctea. Mais importante, quanto mais massiva a galáxia, mais rápido os aglomerados globulares orbitam. E Gaia nos deu medições mais precisas de sua velocidade do que nunca.
“Quanto mais maciça é uma galáxia, mais rapidamente seus aglomerados se movem sob a força de sua gravidade.“
N. Wyn Evans, Universidade de Cambridge, Reino Unido.
“Quanto mais maciça é uma galáxia, mais rapidamente seus aglomerados se movem sob a força de sua gravidade”Explica N. Wyn Evans (Universidade de Cambridge, Reino Unido). "A maioria das medições anteriores encontrou a velocidade com que um aglomerado está se aproximando ou recuando da Terra, que é a velocidade ao longo de nossa linha de visão. No entanto, pudemos também medir o movimento lateral dos aglomerados, a partir dos quais a velocidade total e, consequentemente, a massa galáctica, podem ser calculadas.“
O Hubble ajuda
Quanto mais longe o aglomerado globular, mais eles nos dizem sobre a massa da Via Láctea. Embora Gaia tenha fornecido as medidas de velocidade extremamente precisas dos aglomerados, foi o venerável Telescópio Espacial Hubble que mediu aglomerados a uma distância de 130.000 anos-luz da Terra, acrescentando muita precisão à nova medição de massa da Via Láctea.
“Os aglomerados globais se estendem a uma grande distância, por isso são considerados os melhores rastreadores que os astrônomos usam para medir a massa de nossa galáxia”Disse Tony Sohn (Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, EUA), que liderou as medições do Hubble.
“Tivemos a sorte de ter uma ótima combinação de dados,”Explicou Roeland P. van der Marel (Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, EUA). "Ao combinar as medições de Gaia de 34 aglomerados globulares com medições de 12 aglomerados mais distantes do Hubble, poderíamos determinar a massa da Via Láctea de uma maneira que seria impossível sem esses dois telescópios espaciais.“
Por que isso importa
Então agora o que?
A massa da Via Láctea é mais do que apenas uma curiosidade, é uma parte intrínseca e importante de perguntas muito maiores. O conteúdo de matéria escura de uma galáxia está ligado à formação e crescimento de estruturas no Universo.
Essa medida mais precisa da massa da Via Láctea nos ajuda a entender nossa galáxia e seu lugar no cosmos.
Não é ruim.
Fontes:
- Artigo: Evidência de uma Via Láctea de Massa Intermediária a partir de Movimentos Globulares de Clomas de Gaia DR2 Halo
- Comunicado de imprensa: Hubble e Gaia pesam com precisão a Via Láctea
