Em 2013, a Agência Espacial Européia implantou o tão esperado observatório espacial Gaia. Como um dos poucos observatórios espaciais da próxima geração que ocorrerá antes do final da década, essa missão passou os últimos anos catalogando mais de um bilhão de objetos astronômicos. Usando esses dados, astrônomos e astrofísicos esperam criar o maior e mais preciso mapa 3D da Via Láctea até hoje.
Embora esteja quase no fim de sua missão, muitas de suas informações mais antigas ainda estão dando frutos. Por exemplo, usando o lançamento inicial de dados da missão, uma equipe de astrofísicos da Universidade de Toronto conseguiu calcular a velocidade com que o Sol orbita a Via Láctea. A partir disso, eles foram capazes de obter uma estimativa precisa da distância entre o Sol e o centro da galáxia pela primeira vez.
Por algum tempo, os astrônomos não sabem ao certo o quão longe nosso Sistema Solar está do centro de nossa galáxia. Muito disso tem a ver com o fato de que é impossível visualizá-lo diretamente, devido a uma combinação de fatores (ou seja, perspectiva, tamanho da galáxia e barreiras de visibilidade). Como resultado, desde o ano 2000, as estimativas oficiais variaram entre 7,2 e 8,8 kiloparsegs (~ 23.483 a 28.700 anos-luz).
Para o estudo deles, a equipe - liderada por Jason Hunt, um Companheiro Dunlap do Instituto Dunlap de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Toronto - combinou o lançamento inicial de Gaia com dados do RAdial Velocity Experiment (RAVE). Esta pesquisa, realizada entre 2003 e 2013 pelo Observatório Astronômico Australiano (AAO), mediu as posições, distâncias, velocidades radiais e espectros de 500.000 estrelas.
Mais de 200.000 dessas estrelas também foram observadas por Gaia e informações sobre elas foram incluídas em seu lançamento inicial de dados. Como explicam em seu estudo, publicado no Jornal de Letras Astrofísicas em novembro de 2016, eles usaram isso para examinar as velocidades em que essas estrelas orbitam o centro da galáxia (em relação ao Sol) e, no processo, descobriram que havia uma distribuição aparente em suas velocidades relativas.
Em resumo, nosso Sol se move pelo centro da Via Láctea a uma velocidade de 240 km / s (149 mi / s) ou 864.000 km / h (536.865 mph). Naturalmente, alguns dos mais de 200.000 candidatos estavam se movendo mais rápido ou mais devagar. Mas para alguns, não havia momento angular aparente, que eles atribuíam a essas estrelas serem espalhadas em "órbitas caóticas do tipo halo quando passam pelo núcleo galáctico".
Como Hunt explicou no comunicado de imprensa do Dunlap Institute:
“Estrelas com momento angular muito próximo de zero teriam mergulhado em direção ao centro galáctico, onde seriam fortemente afetadas pelas forças gravitacionais extremas presentes ali. Isso os espalharia em órbitas caóticas, levando-os muito acima do plano galáctico e longe da vizinhança solar ... Medindo a velocidade com que as estrelas próximas giram em torno de nossa galáxia em relação ao Sol, podemos observar uma falta de estrelas com um negativo específico. velocidade relativa. E porque sabemos que esse declínio corresponde a 0 km / s, ele nos diz, por sua vez, quão rápido estamos nos movendo. ”
O próximo passo foi combinar essas informações com cálculos de movimento adequados de Sagitário A * - o buraco negro supermassivo que se acredita estar no centro de nossa galáxia. Depois de corrigir seu movimento em relação aos objetos de fundo, eles conseguiram efetivamente triangular a distância da Terra ao centro da galáxia. A partir disso, eles derivaram uma distância refinada de estimativa de 7,6 a 8,2 kpc - o que resulta em cerca de 24.788 a 26.745 anos-luz.
Este estudo baseia-se em trabalhos anteriores conduzidos pelos co-autores do estudo - Prof. Ray Calberg, atual presidente do Departamento de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Toronto. Anos atrás, ele e o professor Kimmo Innanen, do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de York, conduziram um estudo semelhante usando a medição da velocidade radial de 400 das estrelas da Via Láctea.
Porém, ao incorporar dados do observatório de Gaia, a equipe da UofT conseguiu obter um conjunto de dados muito mais abrangente e estreitar a distância ao centro galáctico em uma quantidade significativa. E isso foi baseado apenas nos dados iniciais divulgados pela missão Gaia. No futuro, Hunt prevê que novas liberações de dados permitirão que sua equipe e outros astrônomos refinem ainda mais seus cálculos.
"O lançamento final de Gaia no final de 2017 deve nos permitir aumentar a precisão de nossa medição da velocidade do Sol para aproximadamente um km / s", disse ele, "o que por sua vez aumentará significativamente a precisão de nossa medição de nossa distância da Centro galáctico.
À medida que mais telescópios espaciais e observatórios de última geração são implantados, podemos esperar que eles nos forneçam uma riqueza de novas informações sobre o nosso Universo. E a partir disso, podemos esperar que astrônomos e astrofísicos começarão a iluminar uma série de questões cosmológicas não resolvidas.
