Como muitas outras galáxias espirais do Universo, a Via Láctea consiste em duas estruturas semelhantes a discos - o disco fino e o disco grosso. O disco espesso, que envolve o disco fino, contém cerca de 20% das estrelas da Via Láctea e é considerado o mais antigo do par, com base na composição de suas estrelas (que têm maior metalicidade) e sua natureza mais inchada.
No entanto, em um estudo recente, uma equipe de 38 cientistas liderados por pesquisadores do Centro de Excelência ARC da Austrália para todas as astrofísicas do céu em três dimensões (ASTRO-3D) utilizou dados dos agora aposentados Kepler missão de medir terremotos no disco da Via Láctea. A partir disso, eles revisaram as estimativas oficiais da idade do disco espesso da Via Láctea, que concluem ter cerca de 10 bilhões de anos.
O estudo que descreve suas descobertas - intitulado “The K2-HERMES Survey: idade e metalicidade do disco espesso” - apareceu recentemente no Avisos mensais da Royal Astronomical Society. A equipe de pesquisa foi liderada pelo Dr. Sanjib Sharma, do Instituto de Astronomia de Sydney e pelo Centro de Excelência ARC para todas as astrofísicas do céu em três dimensões (ASTRO-3D) e incluiu membros de várias universidades e institutos de pesquisa.
Para determinar a idade do disco espesso, Sharma e sua equipe empregaram um método conhecido como asteroseismologia. Isso consiste em medir as oscilações de uma estrela causadas por terremotos, onde as crostas de estrelas passam por mudanças repentinas semelhantes aos terremotos. Esse processo permite que os pesquisadores conduzam a “arqueologia galáctica”, onde eles podem voltar no tempo para a formação da Via Láctea (há mais de 13 bilhões de anos).
Como Dennis Stello - professor associado da Universidade de New South Wales e coautor do estudo - explicou, isso permitiu que eles determinassem as estruturas internas de uma estrela:
“Os terremotos geram ondas sonoras dentro das estrelas que as fazem tocar ou vibrar. As frequências produzidas nos dizem coisas sobre as propriedades internas das estrelas, incluindo sua idade. É como identificar um violino como um Stradivarius, ouvindo o som que ele produz ".
É importante notar que os astrônomos não são capazes de detectar "sons" reais gerados pelas estrelas. Em vez disso, os movimentos no interior de uma estrela são medidos com base nas alterações no brilho de uma estrela. Anteriormente, os astrônomos haviam observado que as observações conduzidas pelo Kepler A missão não estava de acordo com os modelos da estrutura da Via Láctea - que previam que o disco espesso possuiria mais estrelas de baixa massa.
Até agora, não estava claro se essa discrepância se devia a imprecisões nos modelos galácticos ou a um problema nos critérios de seleção das estrelas. Usando novos dados do K2 missão, Sharma e seus colegas descobriram que era a primeira. Basicamente, os modelos galácticos anteriores supunham que o disco espesso fosse preenchido por estrelas de baixa massa e baixa metalicidade.
No entanto, usando o K2 dados da missão para conduzir uma análise espectroscópica nova, o Dr. Sharma e sua equipe determinaram que a composição química incorporada nos modelos existentes estava incorreta, levando a estimativas imprecisas de suas idades. Ao levar isso em consideração, Sharma e sua equipe conseguiram alinhar dados asteroseísmicos com o que os modelos galácticos previam. Como o Dr. Sharma explicou:
"Essa descoberta esclarece um mistério ... Dados anteriores sobre a distribuição etária das estrelas no disco não concordavam com os modelos construídos para descrevê-lo, mas ninguém sabia onde estava o erro - nos dados ou nos modelos. Agora temos certeza de que a encontramos. "
Desde que foi lançado em 2009, os dados coletados pelo Kepler A missão sugeriu que havia muito mais estrelas jovens no disco espesso do que os modelos previstos. Embora não tenha sido projetado principalmente para conduzir astroarqueologia, sua capacidade de medir alterações no brilho de uma estrela (ostensivamente devido a trânsitos planetários) é adequada para medir terremotos.
"As estrelas são apenas instrumentos esféricos cheios de gás, mas suas vibrações são pequenas, por isso temos que olhar com muito cuidado", disse Sharma. “As excelentes medições de brilho feitas por Kepler eram ideais para isso. O telescópio era tão sensível que seria capaz de detectar o escurecimento do farol de um carro quando uma pulga atravessou o local. ”
Essas descobertas mostram que, mesmo após duas de suas rodas de reação falharem em 2013, Kepler ainda era capaz de realizar observações valiosas como parte de sua K2 campanha. Os resultados deste estudo também são uma forte indicação do poder analítico da asteroseismologia e sua capacidade de estimar a idade das estrelas. Mais revelações são esperadas à medida que os cientistas continuam a derramar dados obtidos pela missão antes de interromper as operações em novembro de 2018.
A análise desses dados será combinada com novas informações coletadas pelo satélite de pesquisa de exoplanetas em trânsito da NASA (TESS) - KeplerO sucessor espiritual de s, que levou ao espaço apenas sete meses antes Kepler aposentado. Esta informação melhorará ainda mais as estimativas de idade para ainda mais estrelas dentro do disco e ajudará os astrônomos a aprender mais sobre a formação e evolução da Via Láctea.
