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A peculiar órbita solar e os braços espirais da galáxia

O que é a pesquisa?

Durante a noite, em situações de luminosidade baixa, é possível identificar uma banda brilhante que corta o céu. Essa é a Via Láctea, a galáxia onde se encontra o Sistema Solar e, consequentemente, nosso planeta. Seu formato, comum a muitas outras galáxias, é devido a longos braços que irradiam de sua região central criando uma espiral. É esse disco, formado pelos braços, que origina a estrutura luminosa que observamos no céu noturno.

 

Figura 1 - À esquerda, foto da Via Láctea observada em situações de baixa luminosidade. Crédito: Max and Dee Bernt. Milky Way over Colorado. À direita, a galáxia espiral NGC 1300, que possui muitas características em comum com a nossa. Crédito: NASA Hubble Space Telescope. Barred Spiral Galaxy NGC 1300.

 

Os braços galácticos são compostos por estrelas, gases e nuvens de poeira, que obstruem a visão que poderíamos ter do centro da galáxia. Esses componentes emitem diferentes tipos de radiação que, ao serem captados e interpretados, oferecem informações acerca de suas posições e velocidades. Tais objetos são chamados traçadores. Graças a eles, obtivemos dados acerca das estruturas que nos ladeiam, o braço de Sagitário-Carina e braço de Perseu, assim como uma formação menor, chamada de Braço Local, localizada relativamente próxima ao nosso Sol. Embora fosse conhecido há muito tempo, não existia explicação para a origem do Braço Local.

Ainda que todos os componentes do disco galáctico girem em torno do centro da Via Láctea, verifica-se que nem todos o fazem com a mesma velocidade. As estrelas, por exemplo, não realizam sua trajetória na mesma velocidade dos braços, o que faz com que elas os atravessem periodicamente. Curiosamente, isso não se verifica com o Sol. Os pesquisadores Jacques Lepine, Tatiana Michtchenko, Douglas Barros e Ronaldo Vieira, da Universidade de São Paulo (USP), utilizaram informações de diferentes traçadores para analisar os movimentos do Sol na nossa galáxia e sua relação com os braços espirais, inclusive o Braço Local. Os pesquisadores propõem que existe uma relação entre o comportamento apresentado pela órbita solar e a formação do Braço Local.

Como é feita a pesquisa?

Para compreender a origem do Braço Local, foram analisados dados de seus traçadores obtidos por pesquisas anteriores. As informações sobre posição e velocidade desses objetos permitiu o cálculo das trajetórias descritas pelas estrelas existentes na região. O estudo adotou um modelo de nossa galáxia para calcular as influências gravitacionais que o disco galáctico e seus braços teriam sobre essas estrelas e o Sol.

Os cálculos apontam para a existência de uma zona entre os braços de Sagitário-Carina e Perseu onde estrelas oscilam sem atravessá-los. Essa ilha de estabilidade, que se situa entre regiões mais caóticas da nossa galáxia não é a única. A pesquisa prevê a existência de quatro áreas estáveis na Via Láctea, que são deslocadas à mesma velocidade dos braços galácticos. Não só houve evidências de que o Sol está nessa região, mas muitos dos traçadores provenientes do Braço Local também.

 

Figura 2 - Mapa do disco de nossa Galáxia. Os braços espirais estão indicados por linhas escuras e seus nomes estão indicados. As cruzes pretas e vermelhas indicam posições de objetos muito jovens e cujas posições foram muito bem determinadas por técnicas de radioastronomia. As cruzes vermelhas são os traçadores que estão presos na região do Braço local e a cruz azul é o Sol. Os contornos em vermelho indicam os limites teóricos da região de aprisionamento (a ilha de estabilidade). Os objetos em preto não estão aprisionados. As unidades de distância nos dois eixos estão em kiloparsec (1 kpc é aprox. 3000 anos luz). A posição da barra central da galáxia é indicada por uma elipse em branco. Crédito: artigo original de Lepine et al., 2017. 
 

Qual a importância da pesquisa?

A pesquisa traz dois principais resultados. O primeiro é o de que o Sol e seu sistema de planetas está situado em uma zona protegida do disco galáctico, que escapa das perturbações que seriam causadas por uma travessia por dentro dos braços espirais. Alguns pesquisadores acreditam que a presença de explosões de supernovas, emissões de raios cósmicos e nuvens de gás molecular nos braços colocaria em risco o surgimento de vida em nosso planeta. Existimos, assim, em uma espécie de “oásis” que dificulta que nosso planeta seja esterilizado por eventos cósmicos. Essas informações podem auxiliar na busca de estrelas similares ao Sol e na compreensão de quais regiões da nossa galáxia poderiam abrigar vida.

Os resultados também mostram que várias estrelas próximas ao Sol pertencentes ao Braço Local mantêm trajetórias dentro da ilha de estabilidade, e que as condições da zona favorecem a formação de novas estrelas. Estaríamos, de certa forma, presenciando o desenvolvimento do Braço Local, graças à existência da ilha de estabilidade. Os cientistas supõem que uma colisão da nossa galáxia com um grande objeto cósmico no passado tenha formado os braços de Sagitário-Carina e Perseu, assim como a zona de estabilidade entre eles. Nessa zona, estrelas e gases teriam ficado aprisionados, e o movimento oscilante contínuo dos gases faria com que se chocassem o bastante para dar origem a novas estrelas. Tal processo continua até hoje, e é responsável pela formação do Braço Local.

 

Publicado em 13 de junho de 2017.