O centro da nossa galáxia foi observado com um detalhe inédito graças ao maior mosaico alguma vez produzido pelo telescópio ALMA do Observatório europeu do Sul (ESO).
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Os astrónomos conseguiram uma imagem da região central da Via Láctea com detalhes sem precedentes que revela uma rede intricada de filamentos de gás frio na chamada Zona Molecular Central. O conjunto de dados permitirá estudar estrelas situadas na zona mais extrema da galáxia, nas proximidades do buraco negro supermassivo que se encontra no seu centro.
A área cartografada estende-se por mais de 650 anos-luz, o equivalente, no céu, a três luas cheias alinhadas lado a lado. Trata-se do maior mosaico alguma vez obtido com o ALMA.
“É um lugar de extremos, invisível aos nossos olhos, mas agora revelado com detalhes extraordinários”, afirma Ashley Barnes, astrónomo do Observatório Europeu do Sul (ESO).
Segundo o investigador, estamos a observar “o coração da Via Láctea, os 600 a 700 anos-luz centrais da galáxia”. As imagens mostram grânulos e filamentos, nuvens de gás onde se formam estrelas, a orbitar em torno do buraco negro central.
“Estamos a ver tudo pela primeira vez com este nível de pormenor, de uma só vez. É como passar de uma fotografia a preto e branco para um filme 4K a cores”, descreve.
Para Ashley Barnes, esta visão pancromática é essencial para compreender a evolução e o crescimento da galáxia ao longo do tempo.
Um laboratório próximo para estudar o Universo primitivo
A região observada corresponde à chamada Zona Molecular Central, ou ZMC. É ali que se concentram densas nuvens de gás e poeira que envolvem o buraco negro central.
“É o único núcleo galáctico suficientemente próximo da Terra para podermos estudá-lo com grande detalhe”, sublinha Ashley Barnes.
O projeto, designado ACES, é liderado por Steve Longmore, professor de astrofísica na Liverpool John Moores University, no Reino Unido. O investigador explica que esta região funciona como um laboratório natural das condições que existiam no Universo primitivo.
“A ZMC alberga algumas das estrelas mais massivas conhecidas na nossa galáxia. Muitas vivem depressa e morrem jovens, terminando como supernovas ou mesmo hipernovas”, afirma.
De acordo com Steve Longmore, no início do Universo as condições eram muito mais extremas do que hoje: movimentos caóticos do gás, elevada pressão e ciclos rápidos de nascimento e morte de estrelas. Como as galáxias distantes dessa época estão demasiado longe para que possamos observar diretamente a formação de estrelas individuais, o centro da Via Láctea oferece uma alternativa única.
“A natureza forneceu-nos um laboratório dessas condições no nosso próprio quintal, em termos cosmológicos”, explica. A colaboração ACES reúne mais de 160 astrofísicos de todo o mundo, que trabalham para perceber como estas condições influenciam o colapso das nuvens de gás, a formação de estrelas e planetas, a alimentação do buraco negro central e a evolução das galáxias.
A química do gás onde nascem as estrelas
O rastreio incidiu especificamente sobre o gás molecular frio, a matéria-prima da formação estelar. É a primeira vez que este gás é estudado com tal detalhe em toda a Zona Molecular Central.
Os dados revelam estruturas que vão de filamentos com dezenas de anos-luz a pequenas nuvens em torno de estrelas individuais. O gás flui ao longo desses filamentos e alimenta aglomerados de matéria a partir dos quais as estrelas podem crescer.
O levantamento permitiu ainda detetar dezenas de moléculas diferentes, desde compostos simples, como monóxido de silício, até moléculas mais complexas, como metanol, acetona ou etanol.
Katharina Immer, astrónoma do ALMA no Observatório Europeu do Sul e membro do projeto, destaca que o centro galáctico está repleto de gás frio e poeira invisíveis a olho nu, mas claramente observáveis em comprimentos de onda milimétricos.
“As condições no centro da galáxia são muito diferentes das restantes regiões. O material é mais quente, mais turbulento e move-se mais rapidamente”, explica.
Uma das grandes questões é saber se a formação estelar ocorre ali da mesma forma que no resto da galáxia ou se segue processos distintos.
Katharina Immer acrescenta que o estudo permitirá perceber se as moléculas se formam nas mesmas quantidades e pelos mesmos mecanismos que noutras regiões da Via Láctea.
Os resultados do ACES foram apresentados em cinco artigos científicos na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, com um sexto artigo praticamente aceite.
Ashley Barnes antecipa que futuras melhorias na sensibilidade do ALMA, assim como a entrada em funcionamento do Extremely Large Telescope, permitirão observar esta região com ainda maior profundidade, resolvendo estruturas mais finas e explorando com maior precisão a interação entre estrelas, gás e buraco negro.
