Esta ilustração prevê a reciclagem de gás da Via Láctea acima e abaixo de seu disco estelar. O Hubble observa as nuvens de gás invisíveis subindo e descendo com seu sensível instrumento Cosmic Origins Spectrograph (COS). A assinatura espectroscópica da luz dos quasares de fundo brilhando através das nuvens fornece informações sobre seu movimento. A luz do quasar é desviada para o vermelho em nuvens disparando para cima e para longe do plano galáctico, enquanto a luz do quasar passando pelo gás caindo de volta parece desviada para o azul. Essa diferenciação permite que o Hubble conduza uma auditoria precisa do fluxo e entrada de gás no halo movimentado da Via Láctea - revelando um excedente inesperado e até agora inexplicado de gás que entra. Crédito:NASA, ESA, e D. Jogador (STScI)
Nossa Via Láctea é uma galáxia frugal. Supernovas e ventos estelares violentos sopram gás para fora do disco galáctico, mas esse gás volta para a galáxia para formar novas gerações de estrelas. Em um esforço ambicioso para conduzir uma contabilidade completa desse processo de reciclagem, os astrônomos ficaram surpresos ao encontrar um excedente de gás entrando.
"Esperávamos encontrar os livros da Via Láctea equilibrados, com um equilíbrio de entrada e saída de gás, mas 10 anos de dados ultravioleta do Hubble mostraram que há mais entrando do que saindo, "disse o astrônomo Andrew Fox, do Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, autor principal do estudo a ser publicado no The Astrophysical Journal .
Fox disse isso, por enquanto, a fonte do excesso de gás que entra permanece um mistério.
Uma possível explicação é que um novo gás pode estar vindo do meio intergaláctico. Mas Fox suspeita que a Via Láctea também está invadindo as "contas bancárias" de gás de suas pequenas galáxias satélites, usando sua atração gravitacional consideravelmente maior para desviar seus recursos. Adicionalmente, esta pesquisa, enquanto em toda a galáxia, olhou apenas para o gás frio, e o gás mais quente pode desempenhar um papel, também.
O novo estudo relata as melhores medições de quão rápido o gás flui para dentro e para fora da Via Láctea. Antes deste estudo, astrônomos sabiam que as reservas de gás galáctico são reabastecidas pelo influxo e esgotadas pela vazão, mas eles não sabiam as quantidades relativas de gás entrando e saindo. O equilíbrio entre esses dois processos é importante porque regula a formação de novas gerações de estrelas e planetas.
Os astrônomos realizaram esta pesquisa coletando observações em arquivos do Cosmic Origins Spectrograph (COS) de Hubble, que foi instalado no telescópio por astronautas em 2009 durante sua última missão de manutenção. Os pesquisadores vasculharam os arquivos do Hubble, analisando 200 observações ultravioleta anteriores do halo difuso que cerca o disco de nossa galáxia. Os dados ultravioleta detalhados de uma década forneceram uma visão sem precedentes do fluxo de gás pela galáxia e permitiram o primeiro inventário de toda a galáxia. As nuvens de gás do halo galáctico são detectáveis apenas na luz ultravioleta, e o Hubble é especializado em coletar dados detalhados sobre o universo ultravioleta.
"As observações originais do Hubble COS foram feitas para estudar o universo muito além da nossa galáxia, mas voltamos a eles e analisamos o gás da Via Láctea em primeiro plano. É um crédito para o arquivo do Hubble que podemos usar as mesmas observações para estudar o universo próximo e o mais distante. A resolução do Hubble nos permite estudar simultaneamente objetos celestes locais e remotos, "observou Rongmon Bordoloi, da North Carolina State University em Raleigh, Carolina do Norte, um co-autor no artigo.
Porque as nuvens de gás da galáxia são invisíveis, A equipe de Fox usou a luz de quasares de fundo para detectar essas nuvens e seu movimento. Quasares, os núcleos de galáxias ativas alimentadas por buracos negros bem alimentados, brilham como faróis brilhantes através de bilhões de anos-luz. Quando a luz do quasar atinge a Via Láctea, passa pelas nuvens invisíveis.
O gás nas nuvens absorve certas frequências de luz, deixando impressões digitais reveladoras na luz do quasar. Fox singled out the fingerprint of silicon and used it to trace the gas around the Milky Way. Outflowing and inflowing gas clouds were distinguished by the Doppler shift of the light passing through them—approaching clouds are bluer, and receding clouds are redder.
Atualmente, the Milky Way is the only galaxy for which we have enough data to provide such a full accounting of gas inflow and outflow.
"Studying our own galaxy in detail provides the basis for understanding galaxies across the universe, and we have realized that our galaxy is more complicated than we imagined, " said Philipp Richter of the University of Potsdam in Germany, another co-author on the study.
Future studies will explore the source of the inflowing gas surplus, as well as whether other large galaxies behave similarly. Fox noted that there are now enough COS observations to conduct an audit of the Andromeda galaxy (M31), the closest large galaxy to the Milky Way.
