Gaia revolucionará a astronomia

Space Today
10 set 2016

-Elis Lopes

Neste post veremos 6 maneiras em que a sonda Gaia revolucionará a astronomia. O nome da sonda “Gaia” vem da mitologia grega e significa Mãe-Terra.

A sonda Europeia irá lançar luz sobre asteroides, exoplanetas e a expansão do universo. Com uma câmera com bilhões de pixels, Gaia mapeará estrelas e outros objetos da Via Láctea.

Os astrônomos de todo o mundo estão prestes a receber o primeiro fruto da ferramenta que irá transformar os seus modos de trabalho.

Gaia, um telescópio espacial lançado pela Agência Espacial Europeia ( ESA) no final de 2013, lançará seu primeiro mapa da Via Láctea em 14 de setembro. O catálogo vai mostrar as posições em 3D de 2,057,050 estrelas e outros objetos, e como essas posições tem mudado ao longo das últimas duas décadas. Eventualmente, o mapa irá conter um bilhão de objetos ou mais e será 1.000 vezes mais amplo e, pelo menos, 10 vezes mais preciso do que qualquer equipamento que a antecedeu.

O lançamento na próxima semana também incluirá 19 trabalhos de astrônomos da equipe Gaia que já viram os dados. Mas as equipes independentes estão se preparando para seu primeiro vislumbre. Lennart Lindegren, astrônomo do Observatório de Lund, na Suécia é uma importante força motriz do projeto Gaia desde que foi proposto pela primeira vez em 1993, espera-se que os astrônomos possam produzir 100 ou mais artigos apenas nas semanas após o lançamento do projeto de catálogo.
Alguns grupos têm planejado os eventos 'Gaia hackers' e 'Gaia de sprint', em que os investigadores irão coletivamente descobrir a melhor maneira de explorar os resultados. "Gaia irá revolucionar o que sabemos sobre as estrelas e galáxias.", diz David Hogg, um astrônomo da Universidade de Nova York, que está realizando alguns destes esforços. Então, quais são algumas das revelações que Gaia poderia fazer?

A estrutura da galáxia poderá ser melhor entendida:
A visualização em 3D de Gaia da Via Láctea em movimento irá revelar como as estrelas se movem sob sua atração gravitacional combinada. Isto irá adicionar ao conhecimento da estrutura da galáxia, incluindo as partes que não são diretamente visíveis da Terra, como o 'bar' - dois braços para fora do centro galáctico que juntam-se aos braços espirais.
"Os pesquisadores serão capazes de identificar os grupos de estrelas distantes "excluídas das demais" que fluem juntas em altas velocidades, e que se pensa ser os restos de fusões com galáxias menores.", diz Michael Perryman, astrônomo da University College Dublin e uma ex-cientista sênior da Gaia na ESA. Combinado com informações sobre fatores, incluindo cor das estrelas, temperatura e composição química existente, este mapa detalhado permitirá que os investigadores possam reconstruir a arqueologia da galáxia: como isso chegou a seu estado presente ao longo dos últimos 13 bilhões de anos. "Ao longo de sua vida, Gaia vai impactar radicalmente nossa compreensão da estrutura da Via Láctea e sua história evolutiva.", diz Monica Valluri, astrônoma da Universidade de Michigan em Ann Arbor.

Onde está a matéria escura da Via Láctea?
Os detalhes da trajetória da estrela no interior da galáxia irá revelar a distribuição não só de matéria visível, mas também de matéria escura, que constitui a maior parte da massa da maioria das galáxias. E que por sua vez poderia ajudar a revelar o que é a matéria escura.
Gaia também pode colocar algumas teorias exóticas para o teste. "A teoria da matéria escura prevê que o campo gravitacional da galáxia é esfericamente simétrico perto do centro galáctico, mas depois se torna alongado, como uma bola de futebol americano.", Valluri explica. Mas uma teoria alternativa chamada MOND (modificando a  dinâmica newtoniana) implica que o campo tem a forma mais como uma panqueca. Ao olhar para as velocidades das estrelas, que dependem do campo gravitacional, Gaia será capaz de testar qual teoria está certa.
Os dados da sonda pode mesmo revelar a evidência para a ideia de que a matéria escura matou os dinossauros. Se a matéria escura é concentrada em um " disco negro" relativamente fino perto do plano galáctico, diz a teoria audaciosa, que poderia provocar impactos de asteroides que causam extinções em massa quando atravessam o Sistema Solar periodicamente.

Disputas das distâncias estelares
Medições precisas de quão longe as estrelas individuais se encontram a partir do Sol irá permitir astrofísicos refinar os seus modelos de como as estrelas evoluem. Isso é porque as teorias atuais dependem fortemente de estimativas de distância para entender como ocorrem as intrínsecas mudanças de brilho de uma estrela durante sua vida útil.

Um dos primeiros grupos de estrelas que os investigadores vão querer verificar são as Plêiades, um aglomerado na constelação de Touro. A maioria das observações, incluindo one1 feitas com o Telescópio Espacial Hubble, coloca o aglomerado a aproximadamente 135 parsecs (440 anos-luz) de distância. Mas os resultados com base em dados de Hipparcos, uma missão espacial da ESA que precedeu Gaia, sugerem que é apenas 120 parsecs de distância.

Alguns disseram que a discrepância lança dúvidas sobre a precisão de Hipparcos. Gaia usa um método semelhante, mas muito mais evoluído que Hipparcos, por isso os astrônomos estarão observando atentamente as suas observações. "Eu acredito que o resultado de Hipparcos, muito provavelmente, será provado como errado por Gaia.", diz David Soderblom do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland, que é um dos autores do estudo do Hubble.

Milhares de novos mundos
Os astrónomos descobriram milhares de planetas que orbitam outras estrelas, na maioria dos casos através da detecção de pequenas quedas de brilho de uma estrela quando um planeta orbitando passa em frente, ou "trânsitos". Gaia irá detectar planetas usando um outro método: medir pequenas oscilações na posição da estrela causadas pela força gravitacional de um planeta.

"Parece que uma boa aposta que a missão irá revelar milhares de novos mundos ", diz Gregory Laughlin , astrônomo da Universidade de Yale em New Haven, Connecticut.

A técnica de Gaia é mais adequada para detectar grandes planetas em órbitas relativamente amplas, diz Alessandro Sozzetti, pesquisador de Gaia, no Observatório Astrofísico de Turim, na Itália. E, ao contrário do método de trânsito, que mede diretamente a massa de um planeta. Se funcionar, será um retorno impressionante para uma técnica que tem visto muitas falsas partidas.

Mas encontrar planetas desta forma vai exigir vários anos de observação, com uma prévia prevista para 2018, diz Sozzetti .

Quão rápido o Universo está se expandindo
Apesar de Gaia ser essencialmente um explorador da Via Láctea, a sua influência vai chegar em todo o Universo observável.

Medições de distâncias diretas de Gaia irá trabalhar não apenas para objetos da galáxia nem na vizinhança imediata; mas também para estimar as distâncias a galáxias distantes, os astrônomos geralmente esperam por explosões estelares chamadas supernovas de tipo Ia. O brilho aparente de tal supernova revela o quão longe a galáxia correspondente é. Tais placas de sinalização, ou "velas padrão", tem sido a principal ferramenta para estimar a taxa de expansão do Universo. As medidas levaram os astrônomos a propor que uma misteriosa "energia escura" tem vindo a acelerar essa expansão.

Mas para usar supernovas como indicadores, os astrônomos deve compará-los com outros tipos de vela padrão na nossa Galáxia. Em sua primeira versão, Gaia vai medir as distâncias de milhares de tais estrelas de alta precisão. Eventualmente, as medições da sonda vai permitir que os cientistas melhorem os seus mapas de todo o universo e, talvez, para resolver algumas estimativas conflitantes de sua taxa de expansão.


Ameaças de asteroides invisíveis
Uma vez que constantemente varre o céu, Gaia também vai rastrear e descobrir coisas muito mais perto de casa. E em última análise, espera-se encontrar cerca de 350.000 asteroides dentro do Sistema Solar, diz o astrônomo Paolo Tanga do Observatório Costa d'Azur, em Nice, França. Estes irão incluir objetos próximos da Terra (NEOs), aqueles cujas órbitas os trazem para dentro de cerca de 200 milhões de quilômetros da terra.

Quando se vê um NEO, Gaia pode alertar observatórios, que pode então usar telescópios terrestres para determinar se o objeto é uma ameaça. Do seu ponto de vista no espaço, Gaia vai digitalizar quase todo o céu e assim pode revelar objetos que, durante determinados períodos, estão muito perto do Sol para ser observado da Terra, diz Anthony Brown, astrônomo do Observatório de Leiden, na Holanda que preside a colaboração de processamento de dados de Gaia. "Podemos observar em áreas que normalmente não podemos a partir do solo, ao mesmo tempo."

Ao rastrear o modo como certos asteroides orbitam o Sol ao longo de vários anos, Gaia também será capaz de realizar testes sensíveis de descrição da gravidade por Albert Einstein, em sua teoria da relatividade geral.

Fonte: http://www.nature.com/news/milky-way-mapper-6-ways-the-gaia-spacecraft-will-change-astronomy-1.20569?WT.mc_id=TWT_NatureNews
 
 
 
 
 
 
 
 
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