O Telescópio Espacial Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA) ajudou os astrônomos a criar o mapa mais completo da nossa galáxia, a Via Láctea. Desde seu lançamento em 2013, a espaçonave adquiriu três conjuntos de dados contendo informações sobre a localização, velocidade e trajetória de cerca de 2 bilhões de estrelas. Graças a isso, os astrônomos podem não apenas ver a galáxia em seu estado atual, mas também modelar sua aparência por bilhões de anos no passado ou no futuro.

Telescópio Espacial Gaia / Fonte da Imagem: ESA / Gaia / DPAC

Embora não seja tão famoso quanto outros telescópios espaciais como Hubble ou James Webb, Gaia revolucionou o estudo da Via Láctea e fez progressos significativos na compreensão da evolução da galáxia. O conjunto de dados mais recente do Gaia inclui novas informações sobre a composição química, temperatura das estrelas, sua cor, massa, velocidade de movimento, etc. Além disso, o conjunto de dados inclui informações sobre muitas estrelas binárias, asteroides, satélites planetários e galáxias e quasares para fora da Via Láctea.

O telescópio espacial de alcance óptico Gaia está localizado no ponto Lagrange L₂ do sistema Terra-Sol a uma distância de 1,5 milhão de km do nosso planeta. Ele gira em torno do sol em sincronia com o nosso planeta, o que o protege do brilho. O dispositivo tem 2,3 metros de largura e está equipado com um filtro solar de 10 metros. Dois telescópios disponíveis no projeto são usados ​​para observações. O principal instrumento científico é um enorme sensor digital de 106 matrizes CCD individuais de 4,7 × 6 cm cada. A resolução total do sensor é de 938 milhões de pixels. Os telescópios projetam a luz capturada em um sensor e o processamento digital é usado para separar as imagens.

Além dos telescópios, o design do Gaia contém fotômetros azuis e vermelhos, que permitem medir o brilho e a cor das estrelas observadas. Graças a isso, os astrônomos podem determinar a temperatura, massa, idade e composição química das estrelas. A espaçonave também está equipada com um instrumento de velocidade radial que mostra como as estrelas se aproximam ou se afastam do telescópio. O espectrômetro também mede a luz absorvida pelas estrelas, o que ajuda a aprender mais sobre sua composição química.

Trajetórias de estrelas na Via Láctea nos próximos 400.000 anos / Fonte da imagem: ESA / Gaia / DPAC

Gaia vê cerca de 2 bilhões das estrelas mais brilhantes, mas isso é apenas cerca de 1% de seu número total na galáxia. No entanto, com a ajuda de algoritmos especiais e uma grande quantidade de dados científicos, os astrônomos conseguiram mapear a Via Láctea. Todos os dias, Gaia transmite de 20 a 100 GB de dados para a Terra. Antes de cair nas mãos da comunidade científica, o Gaia Data Processing and Analysis Consortium, formado por mais de 400 pesquisadores e engenheiros de seis centros de supercomputação da Europa, passa anos processando, calibrando e validando as informações recebidas do telescópio. De acordo com o Centro Aeroespacial Alemão, o catálogo final de dados da missão Gaia consistirá em mais de um petabyte de dados que, se impressos em folhas de papel, podem ser empilhados a cerca de 100 km de altura.

«É o mesmo que se você estivesse tentando determinar a forma de um edifício de dentro dele. Para entender a forma de uma galáxia, você precisa saber onde estão as estrelas individuais. Mas as estrelas estão muito distantes, e fixar sua posição em três dimensões requer uma precisão extremamente alta ”, disse Jos de Bruijne, um dos participantes do projeto.

Cada conjunto de dados do Gaia é rotulado como “o melhor mapa da Via Láctea até hoje” e continuará a fazê-lo à medida que os dados se tornarem mais precisos. Estrelas cada vez mais distantes caem no campo de visão do aparelho, devido ao qual os astrônomos recebem novos dados sobre elas. Gaia também é considerada a criadora da arqueologia galáctica. Usando algoritmos sofisticados, os cientistas vasculham os dados da missão em busca de padrões no movimento das estrelas. Como os objetos no espaço obedecem às leis da física, os astrônomos podem modelar como era a Via Láctea bilhões de anos atrás, ou como será a galáxia daqui a bilhões de anos.

Acima: mapa de velocidade radial estelar e mapa de densidade de poeira interestelar. Abaixo: mapa das velocidades radiais e autopropulsão das estrelas (mudanças de posição no céu), bem como um mapa da composição química das estrelas / Fonte da imagem: ESA / Gaia / DPAC

Gradualmente, os astrônomos estão montando a história da Via Láctea, encontrando evidências de colisões antigas que trouxeram uma galáxia espiral massiva de cerca de 200 bilhões de estrelas à sua forma atual. Os cientistas descobriram que cerca de 10 bilhões de anos atrás, a Via Láctea emergente colidiu com outra galáxia. Os remanescentes desta galáxia, chamada Gaia Enceladus, deram origem à Via Láctea.

A análise dos dados do Gaia também mostrou que o disco da galáxia é curvo e oscilante. Supõe-se que a causa disso pode ser uma colisão com a galáxia anã de Sagitário. Os astrônomos esperam aprender mais sobre isso através do processamento adicional de dados do telescópio espacial. A missão Gaia durará até 2025, e os cientistas estão confiantes de que novas descobertas estão à sua frente.

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