Uma busca por estrelas variáveis chamada RR Lyrae encontrou algumas das estrelas mais distantes no halo da Via Láctea: a um milhão de anos-luz de distância.
A ilustração mostra os halos interno e externo da Via Láctea. Halo é uma nuvem esférica de estrelas que rodeia uma galáxia.Créditos: NASA, ESA e A. Feild (STScI)
Os astrônomos descobriram mais de 200 estrelas variáveis distantes conhecidas como estrelas RR Lyrae no halo estelar da Via Láctea. A mais distante dessas estrelas está a mais de um milhão de anos-luz da Terra, quase metade da distância de nossa vizinha, Andrômeda, que dista cerca de 2,5 milhões de anos-luz de distância de nossa galáxia.
As pulsações e o brilho característicos das estrelas RR Lyrae as tornam excelentes “velas-padrão” para medir distâncias galácticas. Essas novas observações permitiram aos pesquisadores traçar os limites externos do halo da Via Láctea.
Raja GuhaThakurta, professor e presidente de astronomia e astrofísica da UC Santa Cruz, afirmou:
Este estudo está redefinindo o que constitui os limites externos de nossa galáxia. Nossa galáxia e Andrômeda são tão grandes que quase não há espaço entre as duas galáxias.
GuhaThakurta explicou que o componente do halo estelar de nossa galáxia é muito maior que o disco, que tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro. Nosso sistema solar reside em um dos braços espirais do disco. No meio do disco há uma protuberância central e ao redor dela está o halo, que contém as estrelas mais antigas da galáxia e se estende por centenas de milhares de anos-luz em todas as direções.
Segundo GuhaThakurta:
O halo é a parte mais difícil de estudar porque os limites externos estão muito distantes. As estrelas do halo são muito esparsas em comparação com as altas densidades estelares do disco e do bojo, mas o halo é dominado por matéria escura e, na verdade, contém a maior parte da massa da galáxia.
Yuting Feng, estudante de doutorado que trabalha com GuhaThakurta na UCSC, liderou o novo estudo e apresentou suas descobertas em duas palestras na reunião da American Astronomical Society em Seattle em 9 e 11 de janeiro de 2023.
De acordo com Feng, estudos de modelagem anteriores calcularam que o halo estelar deveria se estender por cerca de 300 kiloparsecs ou 1 milhão de anos-luz do centro galáctico. (Os astrônomos medem as distâncias galácticas em kiloparsecs; um kiloparsec é igual a 3.260 anos-luz.) As 208 estrelas RR Lyrae detectadas por Feng e seus colegas variam em distância de cerca de 20 a 320 kiloparsecs.
Conforme Feng:
Conseguimos usar essas estrelas variáveis como rastreadores confiáveis para determinar as distâncias. Nossas observações confirmam as estimativas teóricas do tamanho do halo, então esse é um resultado importante.
As descobertas são baseadas em dados do Next Generation Virgo Cluster Survey (NGVS), um programa que usa o Telescópio Canadá-França-Havaí (CFHT) para estudar um aglomerado de galáxias muito além da Via Láctea. A pesquisa não foi projetada para detectar estrelas RR Lyrae, então os pesquisadores tiveram que retirá-las do conjunto de dados. O Aglomerado de Virgem é um grande aglomerado de galáxias que inclui a galáxia elíptica gigante M87.
Feng continua:
Para obter uma exposição profunda da galáxia elíptica M87 e das galáxias ao seu redor, o telescópio também capturou as estrelas do primeiro plano no mesmo campo, então os dados que usamos são uma espécie de subproduto dessa pesquisa.
Segundo GuhaThakurta, a excelente qualidade dos dados do NGVS permitiu à equipe obter a caracterização mais confiável e precisa de RR Lyrae nessas distâncias. RR Lyrae são estrelas antigas com propriedades físicas muito específicas que as fazem expandir e contrair em um ciclo de repetição regular.
GuhaThakurta explicou:
A maneira como o brilho varia parece um eletrocardiograma – eles são como os batimentos cardíacos da galáxia – então o brilho aumenta rapidamente e diminui lentamente, e o ciclo se repete perfeitamente com essa forma muito característica. Além disso, se você medir o brilho médio, é o mesmo de estrela para estrela. Essa combinação é fantástica para estudar a estrutura da galáxia.
O céu está repleto de estrelas, algumas mais brilhantes que outras, mas uma estrela pode parecer brilhante porque é muito luminosa ou porque está muito próxima, e pode ser difícil perceber a diferença. Os astrônomos podem identificar uma estrela RR Lyrae a partir de suas pulsações características e, em seguida, usar o brilho observado para calcular a que distância ela está. Os procedimentos não são simples, no entanto. Objetos mais distantes, como quasares, podem se disfarçar como estrelas RR Lyrae.
Esta imagem do European Southern Observatory [ ESO] mostra várias estrelas RR Lyrae. Elas normalmente residem em populações estelares antigas com mais de 10 bilhões de anos, em aglomerados globulares e no halo.Cortesia: ESO/VVV Survey/D. Minniti.
Feng esclareceu:
Apenas os astrônomos sabem como é doloroso obter rastreadores confiáveis dessas distâncias. Esta amostra robusta de estrelas distantes RR Lyrae nos dá uma ferramenta muito poderosa para estudar o halo e testar nossos modelos atuais do tamanho e massa de nossa galáxia.
Este estudo é baseado em observações obtidas com MegaPrime/MegaCam, um projeto conjunto de CFHT e CEA/IRFU, no Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT), que é operado pelo National Research Council (NRC) do Canadá, o Institut National des Sciences de l’Univers do Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) da França e da Universidade do Havaí.
Fontes:
UC Santa Cruz: Astronomers find the most distant stars in our galaxy halfway to Andromeda
Universe Today: Newly Found Stars are Technically in the Milky Way, but They’re Halfway to Andromeda
Y. Feng et al. 2023. Distant Milky Way Halo RR Lyrae Stars in the Next Generation Virgo Cluster Survey: Exploring the Outer Edge of our Galaxy. AAS 241, program number: 340.01
M. Talukdar et al. 2023. The Discovery of Milky Way Halo RR Lyrae Stars and Distant Quasars in the Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey (CFHTLS) Deep Fields Database. AAS 241, program number: 303.01
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