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Astrônomos elaboram um detalhado mapa da Via Láctea
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Mapa de rádio da Via Láctea obtido pelo projeto FUGIN.
Crédito: NAOJ/NASA/JPL-Caltech

 

Astrônomos levaram a cabo um levantamento em larga escala da Via Láctea invisível usando o Radiotelescópio Nobeyama de 45 metros.

Quando olhamos para cima numa noite escura e sem nuvens, podemos ver a Via Láctea a olho nu. Se fotografarmos a Via Láctea, vamos notar algumas manchas escuras com menos estrelas. Nessas áreas, nuvens de gás e poeira na Via Láctea bloqueiam a luz de estrelas de fundo. Ao observar as ondas de rádio emitidas pelo gás nessas nuvens, os astrônomos podem estudar as porções invisíveis da Via Láctea.

Um grupo de investigação liderado por Tomofumi Umemoto (professor assistente do Observatório Nobeyama), incluindo membros da Universidade de Tsukuba, da Universidade de Nagoya, da Universidade de Educação Joetsu, da Universidade de Kagoshima e de outras universidades, usaram o telescópio de 45 metros entre 2014 e 2017 para criar os mapas de rádio mais extensos e detalhados da Via Láctea na história da humanidade.

A equipa completou mapas que cobrem uma área tão grande quanto 520 Luas Cheias com mais ou menos 3 vezes a resolução espacial de mapas anteriores. Este mapa permitirá o estudo da estrutura do meio interestelar a várias escalas: desde estruturas em larga escala de toda a Via Láctea a estruturas em pequena escala de núcleos de nuvens moleculares que estão diretamente relacionados com a formação estelar.

Graças à boa resolução espacial do telescópio de 45 metros, a equipa descobriu muitas estruturas filamentares que não tinham sido vistas claramente em mapas anteriores. Pensa-se que estas estruturas contenham pistas importantes para ajudar a entender a formação das estrelas.

Este mapa no rádio vai servir como um conjunto de dados fundamentais para futuros estudos observacionais. Esperam-se muitas descobertas por cientistas espalhados pelo mundo com base neste mapa.

Contexto Científico
A Via Láctea visível a olho nu é um aglomerado de muitas estrelas. Nas áreas escuras com menos estrelas, o gás e a poeira obscurecem a luz de estrelas de fundo. Chamamos a estas áreas nuvens escuras. O gás nas nuvens escuras não pode ser observado no visível, mas pode ser observado no rádio. Um grande telescópio tem boa resolução espacial, mas só consegue cobrir apenas uma pequena porção do céu.

Por outro lado, um pequeno telescópio pode cobrir uma área mais ampla, mas tem baixa resolução espacial e não pode observar a estrutura detalhada dos corpos celestes. Por esta razão, é difícil obter dados observacionais que capturam, simultaneamente, a estrutura em larga escala da Via Láctea e a estrutura em pequena escala de núcleos de nuvens moleculares, relacionados com a formação estelar.

Com dados anteriores, era um desafio estudar a evolução do gás molecular, o material das estrelas. Especialmente no que toca a entender como e onde as estrelas se formam, era pretendido um conjunto de dados com ampla cobertura e alta resolução espacial.

Método Observacional
O FUGIN (FOREST unbiased Galactic plane imaging survey with the Nobeyama 45-m telescope) é um projeto que visa criar um mapa rádio de campo amplo da Via Láctea com uma resolução espacial sem precedentes. O radiotelescópio Nobeyama de 45 metros tem boa visão (ou resolução espacial), e o novo receptor FOREST aí instalado permite ter 10 vezes a sensibilidade anterior. O FUGIN foi aprovado como um dos projetos de legado do Observatório de Nobeyama a fim de obter a utilização máxima destas vantagens.

O objetivo destes projetos de legado é a recolha de dados fundamentais para os estudos de próxima geração. O FUGIN observou durante 1100 horas entre 2014 e 2017. As áreas observadas cobrem 130 graus quadrados: cerca de 83% da área entre as latitudes galácticas -1 e +1 graus e longitudes galácticas entre 10 e 50 graus e de 198 e 236 graus. A resolução angular ronda os 20 segundos de arco e a resolução da velocidade radial para moléculas é de 1,3 km/s. Isto equivale a aproximadamente 3 vezes a resolução espacial (com base na comparação dos tamanhos de feixe determinados pelas capacidades dos telescópios) dos dados anteriores para a Via Láctea.

O telescópio de 45 metros obteve, simultaneamente, dados para 3 isótopos diferentes de moléculas de monóxido de carbono, 12CO, 13CO e C180. Isto permitiu o estudo do caráter físico do gás, como a temperatura e densidade, além da distribuição do gás molecular e do seu movimento.

Resultado Inicial e Plano Futuro
A análise dos dados a longitudes galácticas entre 12 e 22 graus produziu os primeiros frutos desta investigação, a descoberta de filamentos moleculares gigantes anteriormente indistinguíveis. Foram identificadas muitas estruturas filamentares em torno de regiões de formação estelar como M17 e W51. Estas estruturas podem conter pistas para entender como uma nuvem molecular se contrai para formar estrelas.

O mapa de rádio obtido neste projeto será divulgado ao mundo no próximo mês de junho. O mapa será um conjunto de dados fundamentais para estudos futuros da Via Láctea; será útil não apenas nas observações com o ALMA e outros radiotelescópios, mas também para observações no infravermelho e noutros comprimentos de onda.

 
 
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