O Orbitar dos Estrelas

Por cerca de um século, os astrônomos sabem que as estrelas da Via Láctea orbitam seu núcleo, e o Gaia rastreou precisamente suas velocidades e trajetórias. Desde a década de 1950, os cientistas também reconheceram que o disco galáctico não é plano, mas distorcido. Em 2020, o Gaia revelou que esse disco distorcido oscila lentamente ao longo do tempo, semelhante ao movimento de um pião.

A Descoberta da Grande Onda

Agora, pesquisadores identificaram uma enorme onda que atravessa a Via Láctea, influenciando estrelas a dezenas de milhares de anos-luz do Sol. O fenômeno é semelhante a uma pedra sendo jogada em um lago, onde as ondulações resultantes se espalham para fora — aqui, as “ondulações” são feitas de estrelas, se estendendo pelas regiões externas da galáxia.

A nova onda revelada é ilustrada na figura acima. Milhares de estrelas brilhantes, mostradas em vermelho e azul, estão sobrepostas ao mapa detalhado da Via Láctea do Gaia.

Na imagem à esquerda, vemos nossa galáxia de uma perspectiva superior. O painel à direita mostra uma vista lateral cortando verticalmente pelo plano galáctico. Sob este ângulo, a parte esquerda da galáxia curva-se para cima, enquanto o lado direito curva-se para baixo (essa é a distorção do disco). As áreas vermelhas e azuis marcam a onda recém-descoberta: as áreas vermelhas indicam estrelas localizadas acima do plano distorcido, enquanto as áreas azuis mostram estrelas localizadas abaixo dele.

Embora nenhuma espaçonave possa ir além da galáxia, as medições extremamente precisas do Gaia — cobrindo as três dimensões espaciais (3D) e três componentes de movimento (em direção a nós, para longe e através do céu) — permitem que os cientistas construam essas visões superiores e laterais da Via Láctea.

Esses mapas revelam que a onda se estende por uma vasta seção do disco, afetando estrelas localizadas entre 30.000 e 65.000 anos-luz do centro galáctico (a própria Via Láctea mede cerca de 100.000 anos-luz de largura).

A Importância da Medição Precisa

“O que torna isso ainda mais intrigante é nossa capacidade, graças ao Gaia, de também medir os movimentos das estrelas dentro do disco galáctico,” diz Eloisa Poggio, astrônoma do Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) na Itália, que liderou a equipe de cientistas que descobriu a onda.

“A parte curiosa não é apenas a aparência visual da estrutura da onda no espaço 3D, mas também seu comportamento em ondas quando analisamos os movimentos das estrelas dentro dela.”

Movimentos Ondulatórios

No gráfico lateral da Via Láctea, setas brancas mostram como as estrelas se movem. O movimento vertical das estrelas (representado por essas setas) é levemente deslocado lateralmente em comparação com o padrão de suas posições (mostrado pelas cores vermelha e azul).

“Esse comportamento observado é consistente com o que esperaríamos de uma onda,” explica Eloisa.

Ela compara o fenômeno a uma multidão em um estádio realizando uma onda. Se pudéssemos congelar esse momento no tempo, algumas pessoas estariam de pé, outras acabariam de se sentar (após a onda passar), e algumas estariam prestes a ficar de pé (à medida que a onda se aproxima). Os tempos galácticos são muito mais longos, mas o princípio é semelhante.

Nessa comparação, as pessoas de pé correspondem às regiões vermelhas nos mapas do Gaia, enquanto aquelas prestes a se levantar — movendo-se para cima com a maior velocidade vertical — são representadas pelas setas brancas mais longas apontando para cima, bem à frente do pico da onda.

Observações de Estrelas Jovens

Eloisa e sua equipe detectaram esse movimento notável estudando cuidadosamente estrelas gigantes jovens e estrelas Cefeidas, que variam em brilho de maneiras previsíveis que tornam fácil para o Gaia observá-las a grandes distâncias.

Como essas estrelas parecem se mover com a onda, os pesquisadores suspeitam que o gás no disco galáctico também pode participar desse movimento em grande escala. Estrelas recém-formadas poderiam reter informações do gás de que nasceram, preservando uma espécie de “memória” da onda.

Futuras Pesquisas Necessárias

A causa das vastas oscilações da galáxia ainda é incerta. Uma possibilidade é que a Via Láctea tenha experienciado um encontro ou colisão com uma pequena galáxia anã no passado, mas análises adicionais são necessárias para confirmar isso.

Essa “grande onda” recém-descoberta pode também ter alguma ligação com uma estrutura menor e ondulante conhecida como Radcliffe Wave, que está a aproximadamente 500 anos-luz do Sol e se estende cerca de 9.000 anos-luz.

“No entanto, a Radcliffe Wave é um filamento muito menor e localizado em uma parte diferente do disco galáctico em comparação com a onda estudada em nosso trabalho (muito mais próxima do Sol do que a grande onda). As duas ondas podem ou não estar relacionadas. É por isso que gostaríamos de fazer mais pesquisas,” acrescenta Eloisa.

“A próxima quarta liberação de dados do Gaia incluirá ainda melhores posições e movimentos para as estrelas da Via Láctea, incluindo estrelas variáveis como as Cefeidas. Isso ajudará os cientistas a criar mapas ainda melhores e, assim, avançar nossa compreensão dessas características características em nossa galáxia natal,” afirma Johannes Sahlmann, Cientista do Projeto Gaia da ESA.