Missão Gaia: Revelações cósmicas e o mapa estelar da Via Láctea

Por , em 15.10.2023
Uma ilustração da nave espacial Gaia enquanto realiza suas observações. (Crédito da imagem: ESA)

A missão Gaia revelou recentemente uma riqueza de novos conhecimentos sobre objetos celestes, contribuindo para o desenvolvimento do banco de dados estelar mais abrangente já compilado. Esta última divulgação, conhecida como lançamento de produtos focados da Gaia (FPR, na sigla em inglês), introduz uma impressionante variedade de descobertas, incluindo mais de 500.000 estrelas fracas, mais de 380 quasares lente gravitacional e dados precisos de posição para mais de 150.000 asteroides em nosso sistema solar.

Gaia selecionou Omega Centauri, o maior aglomerado globular que pode ser visto da Terra e um ótimo exemplo de um aglomerado ‘típico’. Em vez de se concentrar apenas em estrelas individuais, como normalmente faria, Gaia habilitou um modo especial para mapear verdadeiramente uma ampla área do céu ao redor do núcleo do aglomerado sempre que o aglomerado entrava em vista. A equipe revelou 526.587 novas estrelas Gaia apenas deste aglomerado, detectando estrelas que estão muito próximas umas das outras para serem medidas no pipeline regular do telescópio e aquelas no núcleo do aglomerado que são até 15 vezes mais fracas do que anteriormente vistas. (Crédito da imagem: ESA/Gaia/DPAC)

Com dados abrangendo 1,8 bilhão de estrelas, os esforços contínuos de mapeamento da Gaia estão construindo um gráfico abrangente da galáxia da Via Láctea e de seus arredores cósmicos. Esta iniciativa permite que os cientistas aprofundem a história de nosso cosmos, abordando lacunas significativas em nosso entendimento.

De acordo com a Agência Espacial Europeia (ESA), que supervisiona as operações da Gaia, os dados recém-adquiridos produziram descobertas científicas inesperadas que vão além dos objetivos originais do telescópio.

Em comparação com o lançamento de dados anterior, o Data Release 3 (DR3) da Gaia em junho de 2022, esse conjunto de dados mais recente corrige lacunas no mapa celeste, especialmente aquelas associadas a estrelas fracas e regiões densamente povoadas, como aglomerados globulares. Entre os aglomerados estudados, Omega Centauri se destaca como a região mais densamente povoada já examinada pela Gaia, com cerca de 10 milhões de estrelas.

Os pesquisadores da Gaia descobriram que alguns dos objetos que vemos nos céus ao nosso redor não são simplesmente estrelas, embora pareçam ser. Na verdade, são quasares gravitacionais distantes – núcleos galácticos extremamente brilhantes e energéticos alimentados por buracos negros. Os pesquisadores apresentam 381 candidatos sólidos para quasares gravitacionais, incluindo 50 considerados altamente prováveis: o maior conjunto de candidatos já divulgado de uma só vez. (Crédito da imagem: ESA/Gaia/DPAC)

Para abordar essas lacunas, os astrônomos da ESA concentraram o telescópio Gaia em Omega Centauri, que está relativamente próximo da Terra, a aproximadamente 15.800 anos-luz de distância. Este aglomerado serviu como um proxy para aglomerados similares, permitindo à Gaia descobrir mais de meio milhão de estrelas previamente não vistas apenas neste aglomerado.

Em vez de se concentrar exclusivamente em estrelas individuais dentro do aglomerado, a Gaia empregou um modo especializado para observar uma faixa mais ampla do céu ao redor do núcleo do aglomerado durante cada observação. Esta abordagem não apenas preencheu o mapa, mas também serviu como um teste para os instrumentos da Gaia e para este modo de observação especial, que originalmente não estava destinado ao uso científico.

Os novos dados revelam mais informações sobre 156.823 dos asteroides identificados como parte do Gaia DR3, cujas órbitas são mostradas nesta imagem. O novo conjunto de dados aponta as posições desses corpos rochosos ao longo de um período de quase o dobro do intervalo de tempo anterior, tornando a maioria de suas órbitas – com base apenas nas observações do Gaia – 20 vezes mais precisas. (Crédito da imagem: ESA/Gaia/DPAC)

A importância desses novos dados se estende além de seu papel em completar o mapa 3D da Via Láctea pela Gaia. Ele aprimora nossa compreensão do aglomerado globular Omega Centauri, permitindo o estudo da distribuição de estrelas, movimento e outras propriedades. Essa abordagem abrangente maximiza o potencial da Gaia como uma ferramenta de exploração cósmica.

Esta última divulgação é uma prévia do que pode ser esperado no Data Release 4 (DR4) da Gaia. A Gaia está atualmente investigando oito regiões adicionais da Via Láctea usando uma abordagem semelhante à aplicada a Omega Centauri. O DR4 pode oferecer insights sobre a idade da Via Láctea, a localização exata de seu centro e possíveis colisões passadas com outras galáxias.

Além de mapear estrelas, a Gaia demonstrou sua capacidade de descobrir lentes gravitacionais, que são objetos densos capazes de amplificar a luz de fontes distantes, como galáxias antigas. Esse fenômeno é baseado na teoria da relatividade geral de Einstein, que explica como objetos massivos deformam o espaço-tempo, fazendo com que a luz se curve ao passar perto desses objetos. A capacidade da Gaia de identificar quasares lente gravitacional, que são núcleos galácticos intensamente brilhantes alimentados por buracos negros, levou à descoberta de numerosos candidatos, incluindo raros “cruzes de Einstein”, onde um único objeto aparece em várias posições na mesma imagem.

A capacidade única da Gaia de realizar um levantamento completo do céu em busca de lentes gravitacionais em alta resolução abre possibilidades de colaboração com outras missões, como a Euclid, lançada pela ESA em julho de 2023, para explorar matéria escura e energia escura, que compõem uma parte significativa do conteúdo do universo.

Além disso, as últimas divulgações da Gaia fornecem informações valiosas sobre nosso sistema solar, incluindo dados precisos sobre mais de 156.000 asteroides, aprimorando nossa compreensão de suas órbitas e posições. Lançamentos de dados futuros devem expandir ainda mais esse conhecimento, incluindo observações de cometas e satélites ao redor da Terra.

Além disso, a Gaia coletou dados sobre mais de 10.000 estrelas gigantes vermelhas binárias, constituindo a maior coleção de tais objetos já documentada. Além disso, capturou sinais de gás e partículas de poeira que se deslocam entre as estrelas no disco da Via Láctea.

Em resumo, embora a missão principal da Gaia seja o levantamento de estrelas, suas descobertas diversas abrangem desde os corpos rochosos do sistema solar até quasares lente gravitacional bilhões de anos-luz de distância, destacando seu papel em avançar nossa compreensão dos inúmeros componentes do universo. O FPR da Gaia consiste em cinco artigos de pesquisa publicados em 10 de outubro. [LiveScience]

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