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Gaia determina novos parâmetros para colisão entre a Via Láctea e Andrômeda
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As trajetórias orbitais futuras de três galáxias espirais: a nossa Via Láctea (azul), Andrômeda, também conhecida como M31 (vermelho), e a Galáxia do Triângulo, também conhecida como M33 (verde).
Crédito: órbitas - E. Patel, G. Besla (Universidade do Arizona), R. van der Marel (STScI); imagens - ESA (Via Láctea); ESA/Gaia/DPAC (M31, M33)

 

O satélite Gaia da ESA olhou para fora da nossa Galáxia e explorou duas galáxias vizinhas para revelar movimentos estelares no seu interior e como um dia vão interagir e colidir com a Via Láctea - com resultados surpreendentes.

A nossa Via Láctea pertence a um grande aglomerado de galáxias a que damos o nome de Grupo Local e, juntamente com a Galáxia de Andrômeda e com a Galáxia do Triângulo - também referidas como M31 e M33, respectivamente -, compõem a maioria da massa do grupo.

Os astrônomos há muito que suspeitam que Andrômeda irá um dia colidir com a Via Láctea, remodelando completamente a nossa vizinhança cósmica. No entanto, os movimentos tridimensionais das galáxias do Grupo Local permanecem um tanto ou quanto vagos, pintando um retrato incerto do futuro da Via Láctea.

"Nós precisávamos explorar os movimentos das galáxias em 3D para desvendar como cresceram e evoluíram, e o que cria e influencia as suas características e comportamento," diz o autor principal Roeland van der Marel, do STScI (Space Telescope Science Institute), em Baltimore, EUA.

"Conseguimos fazer isto usando o segundo conjunto de dados de alta qualidade do Gaia."

O Gaia está atualmente construindo o mapa 3D mais preciso das estrelas no Universo próximo e está lançando os seus dados em etapas. Nesta investigação foram utilizados os dados da segunda versão, divulgada em abril de 2018.

Estudos anteriores do Grupo Local combinaram observações de telescópios, como o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e o VLBA (Very Long Baseline Array), para descobrir como as órbitas de M31 e M33 mudaram ao longo do tempo. As duas galáxias espirais em forma de disco estão localizadas entre 2,5 e 3 bilhões de anos-luz e estão próximas o suficiente uma da outra para que possam interagir.

Surgiram duas possibilidades: ou a Galáxia do Triângulo está numa órbita incrivelmente longa de seis bilhões de anos ao redor de Andrômeda, mas já caiu na sua direção no passado, ou está atualmente na sua primeira queda. Cada cenário reflete um percurso orbital diferente e, portanto, uma história de formação e futuro diferente para cada galáxia.

Embora o Hubble tenha obtido a visão mais nítida de sempre de M31 e de M33, o Gaia mede a posição individual e movimento de muitas das suas estrelas com uma precisão sem precedentes.

"Nós vasculhamos os dados do Gaia para identificar milhares de estrelas individuais em ambas as galáxias e estudamos como essas estrelas se moviam dentro dos seus lares galácticos," acrescentou o co-autor Mark Fardal, também do STScI.

"Embora o Gaia tenha como objetivo principal estudar a Via Láctea, é poderoso o suficiente para detectar estrelas especialmente massivas e brilhantes nas regiões de formação estelar próximas - mesmo em outras galáxias."

Os movimentos estelares medidos pelo Gaia não só revelam como cada uma das galáxias se movem pelo espaço, como também mede como giram sobre o seu próprio eixo de rotação.

Há um século, quando os astrônomos estavam começando a compreender a natureza das galáxias, estas medições da rotação eram bastante desejadas, mas não puderam ser terminadas com sucesso recorrendo aos telescópios disponíveis à época.

"Foi preciso um observatório tão avançado quanto o Gaia para conseguirmos finalmente fazer isso," diz Roeland.

"Pela primeira vez, medimos como M31 e M33 giram no céu. Os astrônomos costumavam ver as galáxias como mundos agrupados que não podiam ser 'ilhas' separadas, mas agora sabemos o contrário.

"Foram precisos 100 anos, mas o Gaia conseguiu finalmente medir a minúscula, mas verdadeira velocidade de rotação da nossa vizinha galáctica mais próxima, M31. Isto vai ajudar-nos a entender melhor a natureza das galáxias."

Ao combinar observações existentes com os novos dados do Gaia, os investigadores determinaram como a Galáxia de Andrômeda e a Galáxia do Triângulo se movem pelo céu e calcularam o percurso orbital de cada galáxia, tanto para o passado como para o futuro, ao longo de bilhões de anos.

"As velocidades que encontramos mostram que M33 não pode estar numa órbita longa em torno de M31," diz a coautora Ekta Patel, da Universidade do Arizona, EUA. "Os nossos modelos, por unanimidade, mostram que M33 deve estar na sua primeira 'queda' em direção a M31."

Enquanto a Via Láctea e Andrômeda ainda estão destinadas a colidir e a fundir-se, tanto o "timing" quanto o nível de destruição da interação também são provavelmente diferentes do esperado.

Dado que o movimento de Andrômeda difere um pouco das estimativas anteriores, a galáxia provavelmente vai, no início, "raspar" a Via Láctea em vez de colidir frontalmente. Isto ocorrerá não daqui a 3,9 bilhões de anos, mas daqui a 4,5 bilhões de anos - 600 milhões de anos mais tarde do que o previsto.

"Este achado é crucial para a nossa compreensão de como as galáxias evoluem e interagem," disse Timo Prusti, cientista do projeto Gaia da ESA.

"Nós vemos características invulgares em M31 e em M33, como correntes distorcidas e caudas de gás e estrelas. Se as galáxias ainda não passaram perto uma da outra, não podem ter sido criadas pelas forças que se sentiram durante a fusão. Talvez se tenham formado por meio de interações com outras galáxias, ou pela dinâmica do gás dentro das próprias galáxias.

"O Gaia foi construído principalmente para mapear as estrelas da Via Láctea - mas este novo estudo mostra que o satélite está superando as expectativas e pode fornecer informações únicas sobre a estrutura e dinâmica das galáxias. Quanto mais tempo o Gaia observar os minúsculos movimentos destas galáxias pelo céu, mais precisas serão as nossas medições."

 
 
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