Representação em cores falsas da emissão de rádio na Via Láctea do levantamento THOR em um comprimento de onda de cerca de 21 cm. A banda superior (continuum de 1,4 GHz) mostra a emissão de diferentes fontes, enquanto as bandas inferiores mostram a distribuição do hidrogênio atômico. Crédito:Y. Wang / MPIA
Uma equipe de pesquisa internacional, com participação significativa de astrônomos do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), obteve informações importantes sobre a origem do material nos braços espirais da Via Láctea, a partir da qual novas estrelas são finalmente formadas. Ao analisar as propriedades do campo magnético galáctico, eles foram capazes de mostrar que o chamado meio ionizado quente diluído (WIM), em que a Via Láctea está embutida, condensa perto de um braço espiral. Enquanto resfria gradualmente, serve como um suprimento do material mais frio de gás e poeira que alimenta a formação de estrelas.
A Via Láctea é uma galáxia espiral, uma ilha de estrelas em forma de disco no cosmos, em que a maioria das estrelas brilhantes e jovens se aglomeram em braços espirais. Lá eles se formam a partir do meio interestelar denso (ISM), que consiste em gás (especialmente hidrogênio) e poeira (grãos microscópicos com alta abundância de carbono e silício). Para que novas estrelas se formem continuamente, o material deve ser constantemente descarregado nos braços espirais para reabastecer o suprimento de gás e poeira.
Um grupo de astrônomos da Universidade de Calgary, no Canadá, o Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) em Heidelberg e outras instituições de pesquisa agora foram capazes de mostrar que o fornecimento vem de um componente muito mais quente do ISM, que geralmente envolve toda a Via Láctea. O WIM tem uma temperatura média de 10, 000 graus. A radiação de alta energia de estrelas quentes faz com que o gás hidrogênio do WIM seja amplamente ionizado. Os resultados sugerem que o WIM se condensa em uma área estreita perto de um braço espiral e flui gradualmente para dentro dele durante o resfriamento.
Segmento da pesquisa THOR próximo ao braço de Sagitário da Via Láctea. As cruzes indicam a posição das fontes de emissão de rádio polarizada. Seus tamanhos correspondem à magnitude do efeito de rotação Faraday. Os sinais mais fortes foram medidos em uma faixa bastante imperceptível à direita dos objetos brilhantes no meio da imagem. As fortes fontes de rádio indicam a posição do braço espiral. Crédito:J. Stil / University of Calgary / MPIA
Os cientistas descobriram o denso WIM medindo a chamada rotação de Faraday, um efeito que leva o nome do físico inglês Michael Faraday. Isso envolve a mudança da orientação das emissões de rádio polarizadas linearmente quando elas passam por um plasma (gás ionizado) atravessado por um campo magnético. Fala-se de radiação polarizada quando o campo elétrico oscila em apenas um plano. A luz comum não é polarizada. A magnitude da mudança na polarização também depende do comprimento de onda observado.
No presente estudo, publicado recentemente em The Astrophysical Journal Letters , os astrônomos foram capazes de detectar um sinal excepcionalmente forte em uma área bastante imperceptível da Via Láctea, que está localizado diretamente ao lado do braço de Sagitário da Via Láctea voltado para o Centro Galáctico. O próprio braço espiral se destaca nos dados de imagem devido às fortes emissões de rádio geradas por estrelas quentes embutidas e remanescentes de supernovas. Contudo, os astrônomos encontraram a mudança mais forte na polarização fora desta zona proeminente. Eles concluem disso que o aumento da rotação de Faraday não se origina nesta parte ativa do braço espiral. Em vez de, se origina de WIM condensado, que, como o campo magnético, pertence a um componente menos óbvio do braço espiral.
Ilustração de linhas de visão selecionadas dentro da Via Láctea, que cobre aproximadamente a área sob investigação. A estrela indica a localização da Terra. O arco verde indica a localização presumida do meio interestelar quente condensado (WIM). A linha de visão branca que percorre esta área ao longo da maior distância corresponde à posição com o maior efeito da rotação de Faraday. A linha de visão laranja passa pelo WIM em distâncias mais curtas e, portanto, observa um efeito mais fraco. As menores contribuições derivam das linhas de visão fora (verde) e dentro do braço espiral (amarelo). Crédito:MPIA
A análise é baseada na pesquisa THOR (Pesquisa da Linha de Recombinação HI / OH da Via Láctea), que tem sido conduzida na MPIA há vários anos e na qual uma grande área da Via Láctea é observada em vários comprimentos de onda de rádio. Fontes de rádio polarizadas, como quasares distantes ou estrelas de nêutrons, servem como "sondas" para determinar a rotação de Faraday. Isso permite que os astrônomos não apenas detectem os campos magnéticos difíceis de medir na Via Láctea, mas também para estudar a estrutura e as propriedades do gás quente. "Ficamos muito surpresos com o sinal forte em uma área bastante tranquila da Via Láctea, "diz Henrik Beuther da MPIA, quem está liderando o projeto THOR. "Esses resultados nos mostram que ainda há muito a ser descoberto no estudo da estrutura e da dinâmica da Via Láctea."
