Nuvem de gás está retornando à via Láctea

EurekAlert

28-JAN-2016

Link para o original: Giant gas cloud boomeranging back into Milky Way

UNIVERSITY OF NOTRE DAME

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Este gráfico mostra como o Telescópio Espacial Hubble para observar três galáxis distantes por dentro da Nuvem Smith, uma técnica que lhes permitiu determinar a composição da nuvem.

CRÉDITO: NASA

Desde que os astrônomos descobriram a Nuvem Smith, uma nuvem gigante de gás mergulhando na direção da Via Láctea, nunca tinham sido capazes de determinar do que ela era composta, o que, por sua vez, permite descobrir sua origem. O astrofísico da Universidade de Notre Dame Nicolas Lehner e seus colaboradores conseguiram determinar que a nuvem contém elementos similares aos do nosso Sol, o que significa que a nuvem teve origem nas bordas externas da Via Láctea e não no espaço intergalático como alguns especulavam.

A Nuvem smith, descoberta na década de 1960, é a única nuvem de alta velocidade na galáxia cuja órbita está bem estabelecida, graças particularmente aos estudos com rádio-telescópios como o de Green Bank (Green Bank Telescope = GBT). A nuvem sem estrelas está se deslocando a uma velocidade próxima de 1.200.000 km/h e deve colidir com o disco da Via Láctea em cerca de 30 milhões de anos. Se ela fosse visível, teria um tamanho aparente de cerca de 30 vezes o diâmetro da Lua, de uma ponta a outra.

Os astrônomos pensaram por muito tempo que a Nuvem Smith poderia ser algo como uma galáxia sem estrelas, ou gás intergalático caindo para dentro da Via Láctea. Se fosse assim, a composição da nuvem teria que ser predominantemente hidrogênio e hélio, sem os elementos mais pesados, os quais são gerados dentro das estrelas.

A equipe usou o Hubble para determinar pela primeira vez a quantidade de elementos mais pesados que o hidrogênio na Nuvem Smith. Com o emprego do Espectrógrafo de Origens Cósmicas do Hubble (Hubble’s Cosmic Origins Spectrograph), os pesquisadores observaram a luz ultravioleta vinda dos reluzentes núcleos ativos de três galáxias que ficam a bilhões de anos luz por trás da nuvem. A Nuvem Smith absorve parte dessa luz na faixa de comprimento de onda muito curto; medindo-se a perda de luminosidade dessas galáxias quando estão atrás da nuvem, se pode estimar a composição química da nuvem.

Os pesquisadores procuraram especificamente pela absorção do elemento enxofre que é um bom padrão para estimar quantos elementos pesados residem na nuvem. “Em medindo o enxofre, se pode aprender o quão cheia de átomos de enxofre a nuvem é, em comparação com o Sol”, explica o líder da equipe Andrew Fox do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial em Baltimore. A equipe então comparou as medições de enxofre do Hubble com as medições de hidrogênio feitas pelo Telescópio de Green Bank.

Os astrônomos descobriram que a Nuvem Smith é tão rica em enxofre quanto o disco exterior da  Via Láctea, uma região que fica a aproximadamente 40.000 anos luz do centro da galáxia e cerca de 15.000 anos luz mais para fora do que nosso Sol e Sistema Solar. Isto significa que ela é poluída por material vindo de estrelas, o que não aconteceria se ela fosse uma imaculada nuvem de hidrogênio vinda de fora da galáxia. Ao contrário, a nuvem parece ter um relacionamento íntimo com a Via Láctea, mas foi, de alguma forma, ejetada do disco da Via Láctea há cerca de 70 milhões de anos e está voltando como um bumerangue para o seu disco.

Os astrônomos acreditam que a Nuvem Smith tenha gás suficiente para gerar dois milhões de estrelas como o Sol,  quando ela eventualmente atingir a Via Láctea. “Encontramos várias nuvens massivas de gás no halo da Via Láctea que podem servir como futuro combustível para formação de estrelas em seu disco, porém, na maioria dos casos, sua origem permanece um mistério. A Nuvem Smith é certamente um dos melhores exemplos para demonstrar que o gás reciclado é um mecanismo importante na evolução das galáxias”, afirma Lehner.

O estudo, intitulado “On the Metallicity and Origin of the Smith High-velocity Cloud”,  foi publicado na edição deste mês de Astrophysical Journal Letters. Fox, Lehner e o co-autor Jay Lockman do Observatório Radio-Astronômico Nacional discutiram a descoberta durante a Reunião do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial Hubble nesta quinta feira, 28 de janeiro. Maiores informações disponíveis em: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/04.

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O intenso magnetismo de Smith


National Radio Astronomy Observatory

Um “campo de força” magnético protegerá a gigante Nuvem de Smith durante a (próxima) colisão com a Via Láctea

 IMAGEM: Concepção artística da Nuvem de Smith em seu mergulho em direção ao disco da Via Láctea.

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Pode ser que a destruição não seja o que aguarda a Nuvem de Smith¹, uma gigantesca nuvem de gás intergalático (principalmente hidrogênio) que está em rota de colisão com a Via Láctea. Os astrônomos que a examinaram usando o conjunto de antenas de base muito grande (Very Large Array = VLA) Karl G. Jansky da Fundação Nacional de Ciências dos EUA (NSF) e o Telescópio Robert C. Byrd em Green Bank (GBT), descobriram um campo magnético bem lá dentro da nuvem, o que pode servir de “escudo” para ela quando mergulhar no disco de nossa galáxia.

Esta descoberta pode ajudar a explicar como as assim chamadas nuvens de alta velocidade (high velocity clouds = HVCs) conseguem ficar quase intactas quando se fundem com os discos de galáxias, onde vão fornecer o combustível novo para a formação de uma nova geração de estrelas.

Atualmente, a Nuvem de Smith está mergulhando em direção da Via Láctea a mais de 250 km/seg e o impacto é previsto para aproximadamente 30 milhões de anos². Quando isto acontecer, isto vai criar uma espetacular torrente de criação de estrelas, acreditam os astrônomos. Mas antes disso, ela tem que sobreviver à travessia do halo, ou atmosfera, de gás quente ionizado que circunda a Via Láctea.

“A atmosfera superior, de milhões de graus, da galáxia deveria destruir essas nuvens de hidrogênio antes que elas conseguissem chegar ao disco, onde a maioria das estrelas se forma”, diz Alex Hill, um astrônomo da Australia’s Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) e autor principal de um artigo publicado no Astrophysical Journal. “Novas observações mostram uma dessas nuvens em pleno processo de ruptura, no entanto um campo magnético protetor serve de escudo para a nuvem e pode ajudá-la a sobreviver a seu mergulho”.

Muitas centenas de HVCs enxameiam em torno de nossa galáxia, mas suas órbitas raramente correspondem à rotação da Via Láctea. Isto leva os astrônomos a considerarem que as HVCs são as sobras do material de construção das galáxias, ou que são os esparsos escombros remanescentes de encontros entre galáxias, há bilhões de anos.

Embora tenham grandes massas, o gás que constitui as HVCs é muito tênue e simulações em computadores predizem que elas não têm a rusticidade necessária para sobreviver ao mergulho através do halo, até o disco da Via Láctea.

“Sempre tivemos problemas para compreender como as HVCs conseguem chegar ao disco galático”, diz Hill. “Há um bom motivo para crer que campos magnéticos possam impedir que eles “queimem” no halo, tal como um meteorito queima na atmosfera terrestre”.

Apesar de termos o melhor indício da existência de um campo magnético dentro de uma HVC, a origem da Nuvem de Smith continua a ser um mistério. “O campo que observamos agora, é grande demais para ter existido no mesmo estado quando a nuvem se formou”, argumenta Hill. “O campo provavelmente foi ampliado pelo movimento da nuvem através do halo”.

Pesquisas anteriores indicam que a Nuvem de Smith já sobreviveu pelo menos uma vez à travessia do disco de nossa galáxia e – a cerca de 8.000 anos-luz do disco – está apenas começando agora o processo de re-entrada.

“A Nuvem de Smith é ímpar entre as nuvens de alta velocidade porque ela interage claramente e se funde com a Via Láctea”, observou Felix J. Lockman, astrônomo do National Radio Astronomy Observatory (NRAO) em Green Bank, West Virginia. “Sua aparência semelhante a um cometa mostra que ela já está sentindo a influência da Via Láctea”.

Uma vez que a Nuvem de Smith parece não ter estrela alguma, o único modo de observá-la é com rádio-telescópios extremamente sensíveis, tais como o GBT, capaz de detectar a fraca emissão do hidrogênio neutro. Se fosse visível ao olho nu, a Nuvem de Smith cobriria uma área do céu do tamanho da constelação de Orion.

Quando a Nuvem de Smith eventualmente se fundir com a Via Láctea, poderá produzir um brilhante anel de estrelas, semelhante a outro relativamente próximo de nosso Sol, conhecido como o Cinturão de Gould.

“Nossa galáxia está em um ambiente incrivelmente dinâmico”, conclui Hill, “e a forma com a qual ela interage com esse ambiente é o que determina se estrelas como o Sol vão continuar se formando”.

 

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Notas do Tradutor:
1 – A Nuvem de Smith leva o nome de solteira da astrônoma (Gail Bieger) que a descobriu em 1963, quando era estudante de astronomia na Universidade Leiden na Holanda.
2 – A página Smith’s Cloud da WikiPedia (em inglês) aponta uma velocidade mais modesta de 73 ± 26 km/seg e uma previsão de impacto de 27 milhões de anos.

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