O XMM-Newton da ESA descobriu que o gás escondido dentro do halo da Via Láctea atinge temperaturas muito mais altas do que se pensava anteriormente e tem uma composição química diferente do previsto, desafiando nossa compreensão de nosso lar galáctico.

Um halo é uma vasta região de gás, estrelas e matéria escura invisível em torno de uma galáxia. É um componente chave de uma galáxia, conectando-o a um espaço intergalático mais amplo, e, portanto, acredita-se que desempenhe um papel importante na evolução galáctica.

Até agora, pensava-se que o halo de uma galáxia continha gás quente em uma única temperatura, com a temperatura exata deste gás dependente da massa da galáxia.

Contudo, um novo estudo usando o observatório espacial de raios X XMM-Newton da ESA agora mostra que o halo da Via Láctea contém não um, mas três componentes diferentes de gás quente, com o mais quente destes sendo um fator de dez mais quente do que se pensava anteriormente. Esta é a primeira vez que vários componentes de gás estruturados desta forma foram descobertos não apenas na Via Láctea, mas em qualquer galáxia.

"Pensamos que as temperaturas do gás em halos galácticos variavam de cerca de 10.000 a um milhão de graus, mas descobrimos que parte do gás no halo da Via Láctea pode atingir a temperatura de 10 milhões de graus, "disse Sanskriti Das, um estudante de pós-graduação na The Ohio State University, NÓS., e principal autor do novo estudo.

"Embora pensemos que o gás é aquecido a cerca de um milhão de graus conforme a galáxia se forma inicialmente, não temos certeza de como esse componente ficou tão quente. Pode ser devido aos ventos que emanam do disco de estrelas da Via Láctea. "

O estudo usou uma combinação de dois instrumentos a bordo do XMM-Newton:o Reflection Grating Spectrometer (RGS) e a European Photon Imaging Camera (EPIC). EPIC foi usado para estudar a luz emitida pelo halo, e RGS para estudar como o halo afeta e absorve a luz que passa por ele.

Para sondar o halo da Via Láctea na absorção, Sanskriti e colegas observaram um objeto conhecido como blazar:o muito ativo, núcleo energético de uma galáxia distante que emite intensos feixes de luz.

Tendo viajado quase cinco bilhões de anos-luz através do cosmos, a luz de raios-X deste blazar também passou pelo halo de nossa galáxia antes de chegar aos detectores de XMM-Newton, e, portanto, contém pistas sobre as propriedades dessa região gasosa.

Ao contrário dos estudos anteriores de raios-X do halo da Via Láctea, que normalmente duram um ou dois dias, a equipe realizou observações durante um período de três semanas, permitindo que eles detectem sinais que geralmente são muito fracos para serem vistos.

"Analisamos a luz do blazar e nos concentramos em suas assinaturas espectrais individuais:as características da luz que podem nos dizer sobre o material pelo qual ela passou em seu caminho até nós, "disse a co-autora Smita Mathur, também da The Ohio State University, e conselheiro de Sanskriti.

"Existem assinaturas específicas que só existem em temperaturas específicas, portanto, fomos capazes de determinar o quão quente o gás halo deve ter sido para afetar a luz do blazar. "

O halo quente da Via Láctea também é significativamente reforçado com elementos mais pesados ​​que o hélio, que geralmente são produzidos nas fases posteriores da vida de uma estrela. Isso indica que o halo recebeu material criado por certas estrelas durante suas vidas e estágios finais, e lançados no espaço enquanto morrem.

"Até agora, os cientistas procuraram principalmente por oxigênio, pois é abundante e, portanto, mais fácil de encontrar do que outros elementos, "acrescentou Sanskriti." Nosso estudo foi mais detalhado:analisamos não apenas o oxigênio, mas também o nitrogênio, néon e ferro, e encontrei alguns resultados extremamente interessantes. "

Os cientistas esperam que o halo contenha elementos em proporções semelhantes às vistas no sol. Contudo, Sanskriti e colegas notaram menos ferro no halo do que o esperado, indicando que o halo foi enriquecido por enormes estrelas moribundas, e também menos oxigênio, provavelmente devido a este elemento ser absorvido por partículas empoeiradas no halo. "Isso é realmente emocionante - foi completamente inesperado, e nos diz que temos muito a aprender sobre como a Via Láctea evoluiu para a galáxia que é hoje, "acrescentou Sanskriti.

O componente de gás quente recém-descoberto também tem implicações mais amplas que afetam nossa compreensão geral do cosmos. Nossa galáxia contém muito menos massa do que esperamos:isso é conhecido como o "problema da matéria perdida, "na medida em que o que observamos não coincide com as previsões teóricas.

De seu mapeamento de longo prazo do cosmos, A espaçonave Planck da ESA previu que pouco menos de 5% da massa do Universo deveria existir na forma de matéria "normal" - o tipo que compõe as estrelas, galáxias, planetas, e assim por diante.

"Contudo, quando somamos tudo o que vemos, nossa figura está longe desta previsão, "adicionou o co-autor Fabrizio Nicastro do Osservatorio Astronomico di Roma – INAF, Itália, e o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, U.S .. "Então, onde está o resto? Alguns sugerem que ele pode estar escondido nos halos extensos e massivos que cercam as galáxias, tornando nossa descoberta realmente emocionante. "

Como esse componente quente do halo da Via Láctea nunca foi visto antes, pode ter sido esquecido em análises anteriores - e pode, portanto, conter uma grande quantidade dessa matéria "perdida".

"Essas observações fornecem novos insights sobre a história térmica e química da Via Láctea e seu halo, e desafiar o nosso conhecimento de como as galáxias se formam e evoluem, "disse o cientista do projeto ESA XMM, Norbert Schartel.

"O estudo analisou o halo ao longo de uma linha de visão - aquela em direção ao blazar - então será extremamente empolgante ver a expansão de pesquisas futuras sobre isso."