O Sistema Solar existe dentro de um vazio gigante e misterioso

O Sistema Solar existe dentro de um vazio gigante e misterioso

8 de fevereiro de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

O Sistema Solar flutua no meio de uma região peculiarmente vazia do espaço.

Essa região de plasma de baixa densidade e alta temperatura, com cerca de 1.000 anos-luz de diâmetro, é cercada por uma camada neutra de gás e poeira mais fria e densa. É chamada de Bolha Local, e precisamente como e por que veio a existir, com o Sistema Solar flutuando no meio, tem sido um desafio explicar.

Uma equipe de astrônomos liderada pelo Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA) agora mapeou a Bolha Local com a maior precisão até agora – e descobriu que a Bolha Local, provavelmente, foi esculpida no meio interestelar por uma série de explosões de supernovas há milhões de anos.

Isso é consistente com estudos anteriores, com uma pitada adicional na mistura: a Bolha Local ainda em expansão é responsável por regiões de formação estelar intensificada em seu perímetro.

“Esta é realmente uma história de origem; pela primeira vez podemos explicar como toda a formação de estrelas próximas começou”, disse a astrônoma Catherine Zucker, do Space Telescope Science Institute, que conduziu a pesquisa enquanto estava no CfA.

A Bolha Local só foi descoberta há relativamente pouco tempo, nas décadas de 1970 e 1980, através de uma combinação de astronomia óptica, de rádio e de raios-X. Gradualmente, essas pesquisas e observações revelaram uma enorme região cerca de 10 vezes menos densa do que o meio interestelar médio na Via Láctea.

Como sabemos que as supernovas podem esculpir cavidades no espaço, varrendo gás e poeira à medida que se expandem, isso parecia uma explicação razoável para a Bolha Local.

Mas juntar como e quando foi mais complicado. É difícil, para começar, medir as dimensões de uma região do espaço quando você está dentro dela; e duplamente difícil medir um vazio quando você está cercado por estrelas brilhantes e outros objetos cósmicos.

Zucker e sua equipe usaram dados do mais recente lançamento de dados da Missão Gaia – um projeto em andamento para mapear as posições e movimentos das estrelas na Via Láctea com a maior precisão até agora – mapeando o gás e as estrelas jovens dentro de 200 parsecs (cerca de 650 anos-luz) do Sol.

Eles descobriram que todas as estrelas jovens e regiões de formação de estrelas estão na “superfície” da Bolha Local.

Isso faz sentido; à medida que uma supernova se expande, ela colide e comprime o material em que ela se expande. Isso cria emaranhados densos no gás molecular flutuando no meio interestelar que colapsam sob sua própria gravidade para formar estrelas bebês.

Em seguida, os pesquisadores realizaram simulações e rastreamentos dos movimentos das regiões de formação de estrelas para modelar a expansão da Bolha. Isso permitiu que eles reconstruissem sua história, comparando os resultados de seus cálculos com o mapa da bolha.

Eles descobriram que a história da Bolha começou há cerca de 14,4 milhões de anos, primeiro com um período de nascimento estelar, seguido pelas supernovas de estrelas massivas e de curta duração.

“Calculamos que cerca de 15 supernovas aconteceram ao longo de milhões de anos para formar a Bolha Local que vemos hoje”, explicou Zucker.

Atualmente, tem cerca de 165 parsecs (538 anos-luz) de raio, e ainda está se expandindo, embora relativamente devagar, a uma taxa de cerca de 6,7 quilômetros por segundo. Então, por que o Sistema Solar está no meio? Bem, isso é pura coincidência.

“Quando as primeiras supernovas que criaram a Bolha Local explodiram, nosso Sol estava longe da ação”, disse o físico e astrônomo João Alves, da Universidade de Viena, na Áustria. “Mas cerca de cinco milhões de anos atrás, o caminho do Sol através da galáxia o levou direto para a bolha, e agora o Sol fica – apenas por sorte – quase no centro da bolha”.

Segundo os pesquisadores, isso sugere que a Via Láctea, provavelmente, está cheia de bolhas semelhantes, já que a probabilidade de isso acontecer é muito baixa se as bolhas forem raras. A ideia evoca uma Via Láctea estruturada de forma semelhante a uma esponja do mar, ou talvez um pedaço circular achatado de queijo suíço.

O próximo passo nessa linha de investigação é tentar encontrar e mapear as outras bolhas. Suas localizações, tamanhos, formas e como eles interagem entre si podem ser pistas que nos ajudam a entender melhor a formação de estrelas e a história evolutiva da Via Láctea.

O próximo lançamento de dados do Gaia, que deve ser ainda este ano, poderá ser extremamente útil para isso.

“Esta é uma incrível história de detetive, impulsionada por dados e teoria”, disse a astrônoma Alyssa Goodman, da Universidade Harvard. “Podemos juntar a história da formação de estrelas ao nosso redor usando uma grande variedade de pistas independentes: modelos de supernovas, movimentos estelares e novos mapas 3D requintados do material que cerca a Bolha Local”.

A pesquisa foi publicada na Nature.