De um satélite para outro: encontrando aglomerados com o Gaia

Título: Gaia 1 and 2. A pair of new satellites of the Galaxy

Autores: S. E. Koposov, V. Belokuro, G. Torrealba

Instituição do primeiro autor: Institute of Astronomy, University of Cambridge, Reino Unido

Status: Submetido ao MNRAS [acesso aberto]

Figura 1: Omega Centauro, um dos aglomerados melhor estudados. Créditos: European Space Agency (ESO), sob licença creative commons.

A Via-Láctea não viaja sozinha pelo Universo. Ela tem uma horda de seguidores. Os mais evidentes aqui da Terra são galáxias anãs, como as nuvens de Magalhães, que orbitam a Via-Láctea. Menores, mas muito mais numerosos, são os aglomerados globulares, dos quais a Via-Láctea tem em torno de 150. Um aglomerado globular é um grupo denso de estrelas relativamente velhas, portanto dominado por cores avermelhadas. Eles geralmente orbitam a Via-Láctea na região do halo e são também encontrados ao redor de outras galáxias (mas por hoje vamos focar-nos nos satélites da nossa própria galáxia). Um famoso exemplo de aglomerado globular é Omega Centauro (Figura 1). A cada nova geração de telescópios, podemos detectar estrelas mais fracas e determinar suas posições de forma mais precisa. Podemos detectar e explorar mais detalhadamente esses satélites hoje do que em qualquer momento do passado.

Entender as galáxias anãs é importante não apenas para compreender a sua evolução em si, mas também a da nossa própria galáxia, já que claramente existe interação entre a Via-Láctea e seus diminutos vizinhos. Ao que parece, aglomerados globulares também fazem parte do quebra-cabeças: sabemos que eles podem ser roubados de uma galáxia por suas vizinhas conforme elas passam próximo umas às outras, e existe a possibilidade de que aglomerados globulares se formem a partir do núcleo de galáxias que tiveram muitas de suas estrelas arrancadas em interações.

Alguns astrobites já falaram sobre o Gaia, o telescópio espacial que está medindo a posição e a velocidade de mais de um bilhão de estrelas. Até agora, apenas o primeiro conjunto de dados obtido pelo Gaia foi liberado: ele contém estimativas de brilho e posição para a maioria dos objetos que serão estudados, mas ainda não possui as distâncias, cores ou velocidades.

A equipe responsável pelo artigo de hoje utilizou essas estimativas de posição para caçar novos satélites da Via-Láctea. Para atingir esse objetivo, eles buscam por regiões do céu que tenham um número elevado de estrelas quando comparado a outras regiões próximas. A Figura 2 mostra as densidades encontradas. Os pontos em amarelo possuem densidades excepcionalmente altas, tal qual aglomerados ou galáxias anãs. Os autores ficaram surpresos com o quão efetivo foi o algoritmo desenvolvido: ele foi capaz de detectar galáxias anãs bastante débeis que só foram descobertas nos últimos dois anos. Eles também identificaram dois novos objetos, apelidados Gaia 1 e Gaia 2, que são analisados neste artigo.

Figura 2: a densidade de estrelas no céu quando comparado com regiões próximas. Pontos amarelos são grupos pequenos e densos de estrelas como aglomerados e galáxias anãs. Você pode notar também o disco da Via-Láctea atravessando o centro da imagem e as duas Nuvens de Magalhães, no canto inferior direito. As linhas esverdeadas pela imagem mostram caminho descrito pelo Gaia, representando áreas que foram observadas com maior frequência e consequentemente onde estrelas mais fracas foram detectadas. [Figura 1 no artigo]

Gaia 1 e 2

Figura 3: detecção de Gaia 1. Linha superior: a densidade de estrelas de acordo com o Gaia (primeiras duas imagens) e com o 2MASS (terceira imagem). Em todas as imagens, Gaia 1 é claramente uma região mais densa. Linha inferior: imagem em infravermelho de Gaia 1 e da região ao seu redor. No primeiro painel, a estrela brilhante à direita é Sirius. No segundo painel, o brilho de Sirius foi subtraído, embora bastante luz espalhada ainda interfira na imagem. O terceiro painel é a mesma imagem com todas as estrelas detectadas pelo Gaia superpostas em pontos vermelhos. [Figura 3 no artigo]

O maior dos dois aglomerados estava escondendo-se próximo a Sirius, a estrela mais brilhante do céu noturno. Imagens obtidas próximo a estrelas dessa magnitude são frequentemente difíceis de lidar: a reflexão e refração da sua luz cria borrões e manchas na imagem ao redor, como você pode ver na Figura 3. Como o Gaia obteve diversas imagens de cada região do céu, pode-se tomar a média deles, removendo esse efeito e permitindo a identificação do aglomerado pela primeira vez.

Esse aglomerado parece dominado por estrelas velhas, como um número particularmente prominente de gigantes vermelhas, como esperado de um aglomerado globular. Uma estimativa da idade do aglomerado a partir do seu diagrama de Hertzprung-Russell fornece uma idade de 6.3 bilhões de anos, relativamente jovem para um aglomerado globular. Os autores estimarem a distância do aglomerado em 4600 parsec, o que o coloca no halo da Galáxia, e seu tamanho em 9 parsec (também similar a outros aglomerados globulares). Por comparação, um parsec é aproximadamente a distância do Sol à sua vizinha mais próxima, Proxima Centauri. Eles estimam a massa total do aglomerado em 14000 vezes a massa do Sol — claramente, essas estrelas estão densamente acumuladas!

O segundo aglomerado, Gaia 2, é menor que Gaia 1, tendo aproximadamente 3 parsec, e mais velho, com cerca de 10 bilhões de anos. Sua distância e de aproximadamente 5500 parsec. Considerando seu tamanho, idade e aparência, os autores acreditam ser de fato outro aglomerado globular.

O futuro

Com imagens melhores, será possível descobrir mais sobre esses aglomerados e confirmar alguns dos seus detalhes mais incertos. Além disso, a descoberta desses dois novos objetos evidencia o potencial revolucionário do Gaia em seu campo. Com a liberação de outros conjuntos de dados obtidos com o Gaia, que irão incluir cores, distâncias e movimentos para cada estrela observado, é claro que muitos outros satélites galácticos serão revelados. A próxima liberação de dados está agendada para abril do próximo ano. Até lá, continue acompanhando as novidades por aqui!


Original em inglês: From One Satellite to Another: Finding Clusters with Gaia, por Matthew Green

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