A missão Gaia da ESA apresenta no seu último release de dados um vasto conhecimento sobre nossa galáxia e além. Entre outras descobertas, o levantamento estelar superou seu potencial planejado ao revelar meio milhão de novas estrelas tênues em um grande aglomerado, identificar mais de 380 possíveis lentes cósmicas e determinar as posições de mais de 150.000 asteroides no Sistema Solar.
A missão Gaia está mapeando nossa galáxia e além com detalhes multidimensionais extraordinários, realizando o censo estelar mais preciso já feito. A missão está desenhando um retrato detalhado de nosso lugar no Universo, permitindo-nos compreender melhor os diversos objetos nele contidos.
A mais recente “liberação de produto focado” da missão amplia ainda mais esse conhecimento, oferecendo novos e aprimorados insights sobre o espaço ao nosso redor. As descobertas vão muito além do que Gaia foi originalmente projetada para descobrir, aprofundando-se em nossa história cósmica.
O terceiro lançamento de dados da Gaia (DR3) continha informações sobre mais de 1,8 bilhão de estrelas, construindo uma visão quase completa da Via Láctea e além. No entanto, ainda havia lacunas em nosso mapeamento. Gaia ainda não havia explorado completamente áreas do céu densamente povoadas por estrelas, deixando essas áreas relativamente inexploradas.
Os aglomerados globulares são um exemplo chave disso. São alguns dos objetos mais antigos do Universo, sendo extremamente valiosos para cientistas que estudam nosso passado cósmico. Infelizmente, seus núcleos luminosos, repletos de estrelas, podem sobrecarregar telescópios que tentam obter uma visão clara. Portanto, permanecem como peças faltantes em nossos mapas do Universo.
Para preencher essas lacunas, a missão Gaia selecionou Omega Centauri, o maior aglomerado globular visível da Terra. Em vez de se concentrar apenas em estrelas individuais, a Gaia ativou um modo especial para mapear uma área mais ampla ao redor do núcleo do aglomerado. “Descobrimos estrelas que nunca tínhamos visto antes em apenas um aglomerado”, afirma a autora principal, Katja Weingrill, do Leibniz-Instituto de Astrofísica de Potsdam (AIP), Alemanha.
Alexey Mints, também do AIP, acrescenta: “Nossos dados nos permitiram detectar estrelas muito próximas para serem medidas corretamente no processo regular de Gaia. Com os novos dados, podemos estudar a estrutura do aglomerado, a distribuição das estrelas, seus movimentos e muito mais.”
Essa descoberta não apenas atende, mas supera o potencial planejado de Gaia. A equipe usou um modo de observação projetado para garantir que todos os instrumentos de Gaia estivessem funcionando corretamente. “Não esperávamos usá-lo para ciência, o que torna esse resultado ainda mais empolgante”, acrescenta Katja.
As novas estrelas reveladas em Omega Centauri representam uma das regiões mais densamente povoadas exploradas pela Gaia até agora.
Atualmente, a missão Gaia está explorando mais oito regiões dessa maneira, com os resultados a serem incluídos no Gaia Data Release 4. Esses dados ajudarão os astrônomos a entender verdadeiramente o que está acontecendo dentro desses blocos cósmicos, um passo crucial para os cientistas que buscam confirmar a idade de nossa galáxia, localizar seu centro, determinar se passou por colisões passadas, verificar como as estrelas mudam ao longo de suas vidas, restringir nossos modelos de evolução galáctica e, finalmente, inferir a possível idade do Universo.
Embora a Gaia não tenha sido projetada para cosmologia, suas novas descobertas investigam profundamente o Universo distante, buscando objetos elusivos e empolgantes que detêm pistas para algumas das maiores questões da humanidade sobre o cosmos: lentes gravitacionais.
A lente gravitacional ocorre quando a imagem de um objeto distante é distorcida por uma massa perturbadora – uma estrela ou galáxia, por exemplo – situada entre nós e o objeto. Essa massa intermediária atua como uma lente de aumento gigante, amplificando o brilho da luz e projetando múltiplas imagens da fonte distante no céu. Essas configurações curiosas e raras têm imenso valor científico, revelando pistas únicas sobre os primeiros dias e habitantes do Universo.
“Gaia é uma verdadeira buscadora de lentes”, diz a coautora Christine Ducourant, do Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, França. “Graças a Gaia, descobrimos que alguns dos objetos que vemos não são simplesmente estrelas. São quasares lentejados extremamente distantes – núcleos galácticos extremamente brilhantes e energéticos alimentados por buracos negros. Agora apresentamos 381 candidatos sólidos a quasares lentejados, incluindo 50 que consideramos altamente prováveis.”
A equipe identificou os candidatos a partir de uma extensa lista de possíveis quasares. Encontrar quasares lentejados é desafiador. As imagens de um sistema lentejado podem se agrupar no céu de maneiras enganosas, e a maioria está muito distante, tornando-os tênues e difíceis de detectar.
“O grande diferencial da Gaia é que ela observa em todos os lugares, então podemos encontrar lentes sem precisar saber onde procurar”, acrescenta o coautor Laurent Galluccio, da Université Côte d’Azur, França.
Expandir o valor da Gaia para a cosmologia traz sinergia com a missão Euclid da ESA, recentemente lançada em sua busca para explorar o Universo escuro. Embora ambos se concentrem em diferentes partes do cosmos, os quasares lentejados descobertos por Gaia podem ser usados para orientar futuras explorações com Euclid.
Outros artigos publicados junto com esse release oferecem mais insights sobre o espaço ao nosso redor e os diversos e às vezes misteriosos objetos nele contidos.
Um deles revela mais sobre 156.823 dos asteroides identificados como parte do Gaia DR3. O novo conjunto de dados determina as posições desses corpos rochosos por um período quase duas vezes maior, tornando a maioria de suas órbitas – baseadas apenas em observações de Gaia – 20 vezes mais precisas. No futuro, Gaia DR4 completará o conjunto e incluirá cometas, satélites planetários e dobrará o número de asteroides, aprimorando nosso conhecimento sobre os pequenos corpos no espaço próximo.
Outro artigo mapeia o disco da Via Láctea, rastreando sinais fracos vistos na luz das estrelas, impressões tênues do gás e poeira que flutuam entre as estrelas. A equipe de Gaia analisou seis milhões de espectros para estudar esses sinais, formando um conjunto de dados incrivelmente grande de características fracas que nunca antes haviam sido medidas em uma amostra tão grande. O conjunto de dados permitirá que os cientistas finalmente identifiquem a fonte desses sinais, que a equipe suspeita ser uma molécula orgânica complexa. Saber mais sobre de onde vem esse sinal nos ajuda a estudar os complexos e interligados processos físicos e químicos ativos em toda a nossa galáxia e a entender mais sobre o material entre as estrelas.
Por último, mas não menos importante, um artigo caracteriza a dinâmica de 10.000 estrelas gigantes vermelhas pulsantes e binárias, no maior banco de dados disponível até o momento. Essas estrelas faziam parte de um catálogo de dois milhões de candidatos a estrelas variáveis lançados no Gaia DR3 e são essenciais ao calcular distâncias cósmicas, confirmar características estelares e esclarecer como as estrelas evoluem no cosmos. O novo lançamento fornece uma melhor compreensão de como essas estrelas fascinantes mudam com o tempo.
“Este lançamento de dados demonstra ainda mais o valor amplo e fundamental de Gaia – mesmo em tópicos que não foram inicialmente projetados para abordar”, diz Timo Prusti, Cientista do Projeto Gaia na ESA.
“Embora seu foco principal seja como um levantador de estrelas, Gaia está explorando tudo, desde os corpos rochosos do Sistema Solar até quasares com múltiplas imagens localizados a bilhões de anos-luz de distância, muito além das bordas da Via Láctea. A missão está fornecendo uma visão verdadeiramente única do Universo e dos objetos nele contidos, e estamos realmente aproveitando ao máximo sua ampla perspectiva de todo o céu ao nosso redor.”
O lançamento de dados anterior de Gaia, Gaia DR3, ocorreu em 13 de junho de 2022. Foi o levantamento mais detalhado da Via Láctea até o momento, e um tesouro de dados sobre estranhos “terremotos estelares”, estrelas que se movem assimetricamente, DNA estelar e mais. Gaia DR3 continha novos e aprimorados detalhes para quase dois bilhões de estrelas na Via Láctea e incluía os maiores catálogos de estrelas binárias, milhares de objetos do Sistema Solar e – mais distantes e fora de nossa galáxia – milhões de galáxias e quasares.
O próximo lançamento de dados da missão, Gaia DR4, é esperado não antes do final de 2025. Ele se baseará tanto no Gaia DR3 quanto neste lançamento de produto focado intermediário para aprimorar ainda mais nossa compreensão da Via Láctea multidimensional. Refinará nosso conhecimento sobre as cores, posições e movimentos das estrelas; resolverá sistemas estelares variáveis e múltiplos; identificará e caracterizará quasares e galáxias; listará candidatos a exoplanetas; e mais.
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