MADRID 14 mar. (EUROPA PRESS) -
Os astrônomos publicaram um mapa em 3D que documenta as propriedades da poeira cósmica que nos rodeia dentro e ao redor da Via Láctea com detalhes sem precedentes, para entender melhor o que observamos.
Felizmente, ao observar estrelas, há uma maneira de reconstruir o efeito da poeira. As partículas de poeira cósmica não absorvem e dispersam a luz uniformemente em todos os comprimentos de onda. Em vez disso, elas absorvem a luz com mais intensidade nos comprimentos de onda mais curtos (em direção à extremidade azul do espectro) e com menos intensidade nos comprimentos de onda mais longos (em direção à extremidade vermelha).
A dependência do comprimento de onda pode ser representada graficamente como uma "curva de extinção", e seu formato fornece informações não apenas sobre a composição da poeira, mas também sobre seu ambiente local, como a quantidade e as propriedades da radiação em diferentes regiões do espaço interestelar.
INFORMAÇÕES DE 130 MILHÕES DE ESPECTROS DE ESTRELAS
Esse é o tipo de informação que Xiangyu Zhang, estudante de doutorado no Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), e Gregory Green, líder de um grupo de pesquisa independente (Sofia Kovalevskaja Group) no MPIA e orientador de doutorado de Zhang, usaram para construir o mapa 3D mais detalhado até hoje das propriedades da poeira na Via Láctea. Eles publicaram suas descobertas na Science.
Zhang e Green se basearam em dados da missão Gaia da ESA, um esforço de 10,5 anos para obter medições extremamente precisas das posições, movimentos e propriedades adicionais de mais de um bilhão de estrelas em nossa Via Láctea e em nossos vizinhos galácticos mais próximos, as Nuvens de Magalhães. A terceira versão de dados (DR3) da missão Gaia, lançada em junho de 2022, fornece 220 milhões de espectros, e uma verificação de qualidade indicou a Zhang e Green que cerca de 130 milhões deles seriam adequados para a busca de poeira, informa o Instituto Max Planck em um comunicado.
Os espectros do Gaia são de baixa resolução. Ou seja, a maneira como eles separam a luz em diferentes regiões de comprimento de onda é comparativamente grosseira. Os dois astrônomos encontraram uma solução para essa limitação: para 1% das estrelas selecionadas, a espectroscopia de alta resolução está disponível na pesquisa LAMOST, operada pelos Observatórios Astronômicos Nacionais da China. Isso fornece informações confiáveis sobre as propriedades básicas das estrelas em questão, como suas temperaturas de superfície, que determinam o que os astrônomos chamam de "tipo espectral" de uma estrela.
RECONSTRUÇÃO DE UM MAPA EM 3D
Zhang e Green treinaram uma rede neural para gerar espectros-modelo com base nas propriedades de uma estrela e da poeira que a envolve. Eles compararam os resultados com 130 milhões de espectros Gaia adequados e usaram técnicas estatísticas (bayesianas) para deduzir as propriedades da poeira entre nós e esses 130 milhões de estrelas.
Os resultados permitiram que os astrônomos reconstruíssem o primeiro mapa tridimensional detalhado da curva de extinção de poeira na Via Láctea. Esse mapa foi possível graças às medições de Zhang e Green da curva de extinção em relação a um número sem precedentes de 130 milhões de estrelas, em comparação com o trabalho anterior, que continha cerca de um milhão de medições.
Mas a poeira não é apenas um incômodo para os astrônomos. Ela é importante para a formação de estrelas, que ocorre em nuvens gigantes de gás protegidas pela poeira da radiação circundante. Quando as estrelas se formam, elas são cercadas por discos de gás e poeira, que são os locais de nascimento dos planetas. Os próprios grãos de poeira são os blocos de construção do que acabará se tornando os corpos sólidos de planetas como a Terra. Na verdade, no meio interestelar da nossa galáxia, a maioria dos elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio está presa em grãos de poeira interestelar.
PROPRIEDADES INESPERADAS
Os novos resultados não apenas produzem um mapa 3D preciso, mas também revelaram uma propriedade surpreendente das nuvens de poeira interestelar. Anteriormente, esperava-se que a curva de extinção fosse achatada (menos dependente do comprimento de onda) em regiões com maior densidade de poeira. Obviamente, uma "densidade mais alta" é, nesse caso, muito pequena. Aproximadamente dez bilionésimos de um bilionésimo de um bilionésimo de um grama de poeira por metro cúbico, equivalente a apenas 10 kg de poeira em uma esfera com o raio da Terra. Nessas regiões, os grãos de poeira tendem a aumentar de tamanho, o que altera as propriedades gerais de absorção.
Em contrapartida, os astrônomos descobriram que, em áreas de densidade intermediária, a curva de extinção se torna mais íngreme, e os comprimentos de onda menores são absorvidos com muito mais eficiência do que os maiores. Zhang e Green supõem que a curva de extinção mais acentuada pode ser devida não ao crescimento da poeira, mas a uma classe de moléculas chamadas hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), os hidrocarbonetos mais abundantes no meio interestelar, que podem até ter contribuído para a origem da vida. Eles já se propuseram a testar sua hipótese com observações futuras.
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