O espaço está cheio de mistérios. Desde as perguntas que ainda não respondemos sobre as estrelas até os planetas e luas do nosso próprio sistema solar , há muito que descobrir com os nossos telescópios. No entanto, alguns mistérios estão numa escala ainda maior, e os seguintes são literalmente galácticos.
10 Local de nascimento do sol
Estrelas como o nosso Sol nascem em aglomerados com outras estrelas semelhantes. Esses irmãos estelares se formam a partir da mesma nuvem de gás e, portanto, têm a mesma composição química. No entanto, examinámos 100.000 estrelas num raio de 325 anos-luz da Terra e encontrámos apenas duas que se aproximam do Sol. O nosso Sol está sozinho , o que significa que foi expulso ou saiu do seu aglomerado há 4,5 mil milhões de anos.
Um bom candidato para o seu local de nascimento foi Messier 67, um aglomerado na constelação de Câncer a cerca de 2.900 anos-luz de distância. As estrelas lá têm idade, temperatura e química semelhantes às do nosso sol. No entanto, astrofísicos da Universidade Nacional Autônoma do México fizeram simulações em 2012 e descobriram que o M67 simplesmente não funcionava.
O Sol precisaria de um alinhamento improvável de várias estrelas massivas para expulsá-lo, e a velocidade necessária teria rasgado o disco planetário, impedindo a formação da Terra. Além disso, a oscilação vertical do M67 no plano galáctico é cinco vezes maior que a do Sol, e deveriam ser iguais.
É possível que o aglomerado do Sol simplesmente não exista mais e todos os seus primos tenham se afastado. Outra hipótese é que tenha vindo mais perto do centro da galáxia, onde se encontram muitas estrelas semelhantes ao Sol.
A melhor oportunidade para descobrir a resposta é o satélite europeu Gaia . Lançado em 2013, o Gaia está a mapear a composição química de mil milhões de estrelas. A missão deverá terminar em 2018 e proporcionará conhecimentos sem precedentes sobre a evolução da galáxia.
9 Ondas feitas de estrelas
Muitas vezes, as descobertas na astronomia não são feitas apenas olhando através de um telescópio e vendo o que está lá. Às vezes, um observatório produz uma vasta gama de dados de um pedaço do céu, e os cientistas levam anos para tirar conclusões a partir das informações. O Pesquisa Digital do Céu Sloan é um desses projetos. Usando um telescópio no Novo México, passou a última década observando 930 mil galáxias, 120 mil quasares e quase meio milhão de estrelas na Via Láctea.
Usando estes dados, uma equipa de astrónomos notou algo sobre a distribuição vertical das estrelas. Muitas vezes estas aglomeram-se e a equipa notou um padrão em 300.000 estrelas que se assemelha a uma onda sonora. Eles cunharam o termo “cosmosismologia” para o seu artigo, sugerindo que algo fez com que a galáxia “ tocasse como um sino ”.
A explicação mais provável é que algo colidiu e passou pela nossa galáxia nos últimos 100 milhões de anos. Os pesquisadores não foram capazes de identificar o que poderia ter sido uma galáxia anã ou possivelmente uma estrutura de matéria escura. Podem ter sido vários eventos, e eles até notam que a onda pode ser o resultado de algo em andamento.
Mais uma vez, os investigadores esperam que os mil milhões de estrelas mapeadas por Gaia forneçam respostas. Eles suspeitam que pode haver um rico padrão de estruturas de ondas escondidas por toda a galáxia, o que abrirá uma nova janela para a sua história.
8 Nuvens de alta velocidade
Nuvens de alta velocidade (HVCs) foram descobertas em 1963. Essas coleções de gás interestelar se movem em diferentes velocidades e direções em relação à rotação da Via Láctea, afastando-se em pelo menos 50 quilômetros (32 milhas) por segundo. Eles são feitos principalmente de hidrogênio e acredita-se que estejam caindo na galáxia vindos do espaço intergaláctico. De onde eles vêm, porém, ainda não foi resolvido.
Jan Oort, um dos descobridores das nuvens, sugeriu que o gás é um remanescente da formação da galáxia . Outra explicação é que o gás ejectado da Via Láctea está a cair como uma Fonte Galáctica . Se fosse esse o caso, o gás ascendente seria difícil de detectar devido a todos os outros materiais no caminho.
O material pode vir de objetos em órbita ao redor da nossa galáxia. Um desses itens é o Complexo H, uma pequena galáxia, que se acredita estar em uma órbita retrógrada ao redor da Via Láctea. À medida que se move, excreta gás para a nossa galáxia.
Um HVC, a Nuvem de Smith, move-se em direção ao disco da Via Láctea a cerca de 73 quilômetros (45 milhas) por segundo e se fundirá com a nossa galáxia em cerca de 27 milhões de anos. A sua trajetória sugere que já passou pela Via Láctea há 70 milhões de anos. Isso deveria ter destruído a nuvem, e os cientistas acreditam que um halo de matéria escura pode tê-la mantido unida.
7 Nuvens de Magalhães
As Nuvens de Magalhães são galáxias companheiras da Via Láctea, descobertas durante a viagem pioneira de Fernão de Magalhães ao redor do mundo no século XVI. A Grande Nuvem de Magalhães tem 14.000 anos-luz de diâmetro e cerca de 160.000 anos-luz da Terra. A Pequena Nuvem de Magalhães tem metade do diâmetro da sua prima, mas está 30.000 anos-luz mais distante. Para efeito de comparação, a Via Láctea tem 140.000 anos-luz de diâmetro .
As nuvens têm 13 bilhões de anos e acredita-se que orbitem a Via Láctea. No entanto, as medições feitas pelo Hubble sugerem que eles estão se movendo duas vezes mais rápido do que pensávamos originalmente. Se for esse o caso, a Via Láctea não deveria ser massiva o suficiente para mantê-los em órbita. Descobrir se eles estão em órbita tornou-se um novo mistério. Se forem, isso significaria que a Via Láctea poderia ser duas vezes mais massiva do que se pensava anteriormente.
Quer as nuvens tenham vindo para ficar ou apenas de passagem, elas atraem muito mistério. Os cientistas resolveram recentemente uma questão de quatro décadas sobre a origem da Corrente de Magalhães, uma faixa de gás que se estende a meio caminho da Via Láctea. Eles descobriram que a maior parte veio da nuvem menor, embora os níveis de oxigênio e enxofre nas regiões mais novas correspondam aos da nuvem maior.
Em 2007, o telescópio Parkes da Austrália captou uma explosão de ondas de rádio enquanto examinava a pequena nuvem. A força por trás da explosão indica um evento extremo, como uma colisão de estrelas de nêutrons ou a morte de um buraco negro. É quase certo que veio de mais longe do que a nuvem, mas a sua origem exata permanece um enigma.
6 Galáxia X
A teoria da conspiração astronômica mais popular é a existência do “ Planeta X ”. Sugere que um planeta do tamanho de Júpiter orbita o Sol numa órbita errática, rastreada secretamente pela NASA . Embora existam muitos problemas com essa ideia, existe uma possibilidade muito real da existência da “Galáxia X”. É uma galáxia anã no lado oposto da Via Láctea ao nosso, que não podemos ver devido ao gás e à poeira no caminho. O Galaxy X teria até 85% de matéria escura.
O astrônomo teórico da UC Berkeley, Sukanya Chakrabarti, está liderando a caçada. Ela desenvolveu um método para encontrar galáxias escuras examinando ondulações na distribuição do gás hidrogênio em galáxias espirais. O gás hidrogênio se estende até cinco vezes mais longe do centro da galáxia do que a área povoada por estrelas e, portanto, as galáxias em órbita criarão ondulações no gás.
Chakrabarti prevê que a Galáxia X terá uma massa em torno de um centésimo da Via Láctea. O método para encontrar a galáxia oculta foi testado em outras galáxias com uma companheira conhecida e pode encontrar corpos com apenas um décimo da massa dessa.
5 O problema do lítio
O problema do lítio é um dos problemas de longa data da cosmologia. O lítio é o terceiro elemento mais leve do Universo, depois do hidrogénio e do hélio, e os modelos do Big Bang prevêem que níveis desses elementos devemos esperar encontrar. Esses modelos funcionam para tudo, menos para lítio.
Nas estrelas mais antigas da Via Láctea, o isótopo lítio-7 é encontrado em cerca de um terço dos níveis esperados . O lítio-6 aparece a uma taxa cerca de 1.000 vezes maior , embora seja muito mais difícil de contar.
Nenhuma explicação funcionou. As respostas potenciais eliminam a quantidade de outros elementos. E o problema só ficou mais difícil. Um artigo de astrofísica de 2008 refletiu a maneira como os cosmólogos se sentem a respeito com o título. Uma pílula amarga: o problema primordial do lítio piora
Pesquisas sugerem que a galáxia primitiva era povoada por microquasares que agravaram os problemas. Esses buracos negros em miniatura produzem jatos de plasma superaquecido com energia suficiente para fundir hidrogênio em hélio. Em 2012, uma equipa da Suécia e da Alemanha calculou que se 1% dos microquasares da Via Láctea produzisse lítio-7, produziriam uma quantidade semelhante à esperada do Big Bang. Em suma, os microquasares tornam o problema do lítio duas vezes maior.
Uma explicação recente baseia-se na existência de áxions , uma partícula teórica de matéria escura. As previsões dos níveis de lítio-7 dependem de cálculos da quantidade de luz no universo primitivo. Isto é calculado a partir da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, que apareceu após cerca de 380.000 anos. Os áxions poderiam ter resfriado os fótons naquele período, fazendo-nos subestimar os níveis de luz e, portanto, superestimar o lítio-7.
Está longe de ser uma resposta, pois implicaria a existência de duas vezes mais neutrinos do que detectamos atualmente. Além disso, os áxions nem sequer são os principais candidatos para explicar a matéria escura – e podem nem existir.
4 Urdidura Galáctica
Em muitas galáxias, a poeira e o gás entre as estrelas estão concentrados numa camada fina . Nossa Via Láctea não é exceção. “Fino” é relativo, claro – o disco tem cerca de 240 anos-luz de espessura nos seus pontos mais finos, mas isso ainda é uma pequena fração da largura da galáxia. Acontece que estamos profundamente inseridos nesta camada, que consiste quase inteiramente de hidrogênio atômico e hélio.
Embora alguns desses discos sejam planos, muitos deles são dobrados e curvados . Isso é conhecido como dobra galáctica. Alguns se parecem com o sinal integral usado no cálculo ou com uma letra S esticada. Alguns têm formato de U e outros não têm nenhuma simetria. Várias coisas podem causar distorções. Na verdade, parece provável que deva haver um processo contínuo, já que os modelos sugerem que as deformações se achatariam naturalmente com o tempo se as galáxias simplesmente se formassem dessa forma.
Na Via Láctea, o disco é plano em relação ao plano da galáxia onde estamos. Em uma direção, ele se curva para o norte do plano galáctico, enquanto na direção oposta, ele se curva para baixo antes de voltar a subir novamente no final. Em muitos aspectos, parece uma onda.
Cientistas da UC Berkeley conseguiram descrever a deformação como uma combinação de três vibrações no disco. A primeira é uma oscilação nas bordas, combinada com uma onda senoidal como a pele de um tambor e uma oscilação em forma de sela. Combinados, eles dão à nossa galáxia uma nota 64 oitavas abaixo do dó central.
Eles acreditam que uma explicação provável é o resultado das Nuvens de Magalhães atravessando o halo de matéria escura ao redor da Via Láctea. A interação das nuvens foi anteriormente desconsiderada porque se pensava que elas não tinham massa suficiente para causar a deformação. Os pesquisadores sugerem que uma vibração no halo à medida que as nuvens se movem através dele, semelhante à esteira de uma nave, poderia ressoar pela galáxia e causar a deformação do disco.
3 Bandas interestelares difusas
Desde a sua descoberta no século XIX, a espectroscopia tem sido uma das técnicas mais importantes da astronomia. Envolve examinar o comprimento de onda da radiação de objetos no espaço para descobrir, entre outras coisas, do que eles são feitos. Cada átomo e molécula absorve diferentes comprimentos de onda de luz. Ao examinar os padrões da luz que chega até nós, podemos descobrir por onde ela passa.
Em 1922, a astrônoma Mary Lea Heger observou bandas que não correspondiam a nada que conhecíamos. Os cientistas concluíram que estas bandas eram o resultado de algo no espaço interestelar, mas não tinham ideia do quê .
Centenas de bandas foram descobertas nos espectros infravermelho, ultravioleta e visível. A causa destas bandas interestelares difusas tornou-se o “ problema espectroscópico clássico do século XX”. Os livros estavam cheios de especulações, cobrindo “todas as formas concebíveis de matéria”. Grandes moléculas baseadas em carbono são as candidatas mais prováveis e podem conter até 10% do carbono da galáxia.
Em 2011, bandas interestelares difusas foram encontradas pela primeira vez na direção do núcleo da Via Láctea. Isto oferece uma pista: significa que as moléculas podem aparentemente resistir ao ambiente hostil do centro da nossa galáxia. As novas bandas também foram encontradas mais profundamente no espectro infravermelho do que nunca.
Thomas Geballe, um astrónomo que trabalha no Havai, espera que as novas observações possam aproximar a comunidade científica de uma resposta. As moléculas podem, na verdade, dar uma pista sobre as origens da vida, já que as faixas podem vir de substâncias químicas complexas que ajudaram a semear a Terra.
2 Estrelas de hipervelocidade
A maioria das estrelas orbita o centro galáctico aproximadamente à mesma velocidade do nosso Sol, cerca de 230 quilómetros (143 milhas) por segundo. No entanto, algumas estrelas, cerca de uma em cada bilhão, viajam três vezes mais rápido do que isso. Elas são conhecidas como estrelas de hipervelocidade. O primeiro foi descoberto por astrónomos do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica em 2005, mas desde então encontrámos dezenas .
O interessante sobre eles é que se movem tão rápido que podem escapar completamente da órbita da galáxia. O que há de misterioso neles é a fonte dessa velocidade.
Acredita-se que um dos mais rápidos já descobertos, HE 0437-5439, tenha um passado complicado. A teoria é que um sistema estelar triplo passou pelo centro da galáxia, quando o buraco negro central arrancou uma estrela. Isso afastou os outros dois, que mais tarde se fundiram no gigante azul superquente que saía da Via Láctea a 2,5 milhões de quilómetros (1,6 milhões de milhas) por hora.
A estrela de hipervelocidade mais próxima da Terra, LAMOST-HVS1 , também pode ter sido expulsa por uma interação com o buraco negro central. Mas poderia ter vindo do disco, indicando um buraco negro de peso médio na nossa galáxia. Eles estão em algum lugar entre os buracos negros supermassivos e os de massa estelar. Apenas um foi observado e não está em nossa galáxia.
1 Willman 1
Em 2004, uma equipe de astrônomos da Universidade de Nova York encontrou um objeto incomum quando examinava dados do Sloan Digital Sky Survey. Eles procuravam galáxias companheiras obscuras da Via Láctea, mas o que encontraram não cabia na caixa da galáxia. Na verdade, o grupo de estrelas não cabia em nenhuma caixa.
Foi chamado SDSSJ1049+5103, ou Willman 1, para abreviar. Ele orbita a cerca de 120.000 anos-luz da Via Láctea. Pode ser uma galáxia anã ou possivelmente um aglomerado globular, mas existem problemas com ambas as teorias. Os aglomerados globulares tendem a ter várias centenas de milhares de estrelas, enquanto Willman 1 tem menos de mil. Pode ser um aglomerado de uma galáxia menor, descrita por um físico como pegando carona em nossa galáxia “como um pequeno ácaro montado em uma pulga enquanto, por sua vez, se agarra a um cachorro enorme”.
Se for uma galáxia e não um aglomerado, isso pode ser um obstáculo para outra teoria. Simulações computacionais das origens da Via Láctea indicam que deveria haver centenas de galáxias menores próximas, mas apenas 20 foram encontradas. Uma explicação para isto é que uma massa inferior a 10 milhões de sóis é demasiado pequena para produzir muitas estrelas, tornando as galáxias invisíveis.
Observações adicionais de Willman 1 sugerem que a sua massa é de apenas cerca de meio milhão de sóis, bem abaixo desse limite . É possível que haja matéria escura não explicada em Willman 1, ou que alguma massa tenha sido removida. De qualquer forma, é um amontoado de estrelas que atualmente oferece muito mais perguntas do que respostas.
