Afaste-se das luzes da cidade, olhe para cima e verá uma das maravilhas do céu noturno - as brilhantes faixas nubladas de estrelas que compõem a galáxia da Via Láctea. Nosso lar galáctico é vasto e bonito, mas muitos mistérios permanecem.
Por exemplo, apesar de décadas de tentativas, os astrônomos ainda precisam determinar exatamente quanto pesa a nossa galáxia, com estimativas variando entre 700 bilhões e 2 trilhões de vezes a massa do nosso sol.
Pesar uma galáxia, especialmente enquanto você mora nela, não é tarefa fácil. "É como tentar fazer um censo da população dos EUA, mas você não pode usar a Internet e não pode deixar a cidade em que vive", disse à Live Science o astrônomo Ekta Patel, da Universidade do Arizona em Tucson. Ninguém pode colocar a Via Láctea em uma escala cósmica e apenas ler o resultado.
Parte do problema é que a maior parte da massa de uma galáxia é invisível. A matéria escura, uma substância enigmática que não emite luz, compõe cerca de 85% da Via Láctea, disse Patel. Então, simplesmente contar as estrelas da nossa galáxia não o levará muito longe.
Portanto, os pesquisadores geralmente observam a órbita de algum objeto celeste, disse Patel. O método baseia-se nas equações de gravidade derivadas de Isaac Newton há mais de 300 anos, que dizem que a velocidade e a distância em que um corpo menor gira em torno de um corpo maior estão relacionadas à massa do objeto maior.
Um método, usado em um estudo de 2017 publicado no The Astrophysical Journal, é observar pequenas galáxias satélites a centenas de milhares de anos-luz de distância que circundam a Via Láctea, assim como planetas orbitam uma estrela. Mas há um problema com essas galáxias satélites. "Suas órbitas têm bilhões de anos", disse Patel, o que significa que, depois de alguns anos, eles mal terão mudado e os pesquisadores não conseguem determinar facilmente sua velocidade orbital.
Em um estudo publicado em junho de 2018 no The Astrophysical Journal, Patel e seus colegas tentaram um novo método para pesar a galáxia. Eles analisaram simulações de supercomputadores de universos virtuais, que podem reproduzir muitos aspectos de nosso cosmos, e tentaram encontrar exemplos de galáxias pequenas que orbitam outras maiores.
Aproximadamente 90.000 dessas galáxias satélites simuladas foram comparadas com dados de nove galáxias reais que orbitam a Via Láctea. A equipe escolheu aqueles cujas propriedades orbitais mais se aproximavam das galáxias satélites reais e examinou a massa da galáxia simulada por onde passavam.
Isso lhes deu uma estimativa bastante boa da verdadeira massa de nossa galáxia, que atingiu 960 bilhões de vezes a massa do sol. Patel disse que seu resultado está bem no meio da maioria dos anteriores, embora ainda haja espaço para maior precisão. Provavelmente isso viria do satélite Gaia da Agência Espacial Européia, que recentemente forneceu medidas extremamente boas das propriedades orbitais de 30 galáxias anãs fracas que orbitam a Via Láctea. Usar esses dados juntamente com as simulações cosmológicas para ajustar a medição de peso está "na minha lista de tarefas", disse Patel.
Recentemente, o Telescópio Espacial Hubble da NASA e o satélite Gaia da Agência Espacial Européia combinaram suas observações de aglomerados de estrelas globulares, ou ilhas de estrelas que orbitam o coração da galáxia, e descobriram que a Via Láctea pesa cerca de 1,5 trilhão de massas solares. Esse número, que pode ser um dos mais precisos, será publicado em breve na próxima edição do The Astrophysical Journal.
Conhecer a massa da galáxia ajudaria os astrônomos com muitas coisas, disse Patel. Por um lado, os astrônomos seriam capazes de calcular melhor as órbitas das galáxias satélites, uma vez que dependem da massa da Via Láctea. As galáxias mais pesadas também têm mais satélites em órbita, e até agora os telescópios avistaram cerca de 50 galáxias ao redor da Via Láctea. Como não sabemos exatamente quanto pesa a galáxia, os cientistas não sabem exatamente quantas galáxias satélites devem esperar encontrar. Finalmente, o verdadeiro peso da Via Láctea ajudaria os pesquisadores a saber qual proporção de sua massa é matéria escura versus matéria regular.
Patel está esperançoso de que estudos futuros e melhores dados acabem identificando esse desconhecido indescritível.
"Acho que nos próximos 10 ou 20 anos teremos uma resposta melhor", disse ela.
Nota do editor: Esta história foi publicada originalmente em 4 de setembro de 2018. Foi atualizada em 7 de março de 2019 às 13:30 E.T. para incluir uma estimativa adicional da massa da Via Láctea, extraída de observações coletadas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA e pelo satélite Gaia da Agência Espacial Européia.
