Descobrir quanta energia permeia o centro da Via Láctea - uma descoberta relatada na edição de 3 de julho do jornal Avanços da Ciência - poderia fornecer novas pistas para a fonte fundamental do poder de nossa galáxia, disse L. Matthew Haffner da Embry-Riddle Aeronautical University.

O núcleo da Via Láctea vibra com o hidrogênio que foi ionizado, ou despojado de seus elétrons para que fique altamente energizado, disse Haffner, professor assistente de física e astronomia na Embry-Riddle e co-autor do Avanços da Ciência papel. "Sem uma fonte contínua de energia, elétrons livres geralmente se encontram e se recombinam para retornar a um estado neutro em um período de tempo relativamente curto, Ele explicou. "Ser capaz de ver o gás ionizado de novas maneiras deve nos ajudar a descobrir os tipos de fontes que podem ser responsáveis ​​por manter todo aquele gás energizado."

Dhanesh Krishnarao ("DK"), estudante de graduação da Universidade de Wisconsin-Madison, autor principal do Avanços da Ciência papel, colaborou com Haffner e o professor Bob Benjamin da UW-Whitewater - um dos maiores especialistas na estrutura de estrelas e gás na Via Láctea. Antes de ingressar na Embry-Riddle em 2018, Haffner trabalhou como cientista pesquisador por 20 anos na UW, e ele continua a servir como investigador principal para o Wisconsin H-Alpha Mapper, ou WHAM, um telescópio baseado no Chile que foi usado para o último estudo da equipe.

Para determinar a quantidade de energia ou radiação no centro da Via Láctea, os pesquisadores tiveram que espiar através de uma espécie de capa de poeira esfarrapada. Embalado com mais de 200 bilhões de estrelas, a Via Láctea também contém manchas escuras de poeira e gás interestelar. Benjamin estava dando uma olhada em dados de duas décadas do WHAM quando avistou uma bandeira vermelha científica - uma forma peculiar saindo da escuridão da Via Láctea, centro empoeirado. A estranheza era gás hidrogênio ionizado, que aparece vermelho quando capturado pelo sensível telescópio WHAM, e estava se movendo na direção da Terra.

A posição do recurso - conhecido pelos cientistas como "disco inclinado" porque parece inclinado em comparação com o resto da Via Láctea - não pode ser explicada por fenômenos físicos conhecidos, como a rotação galáctica. A equipe teve a rara oportunidade de estudar o disco inclinado protuberante, liberado de sua habitual capa de poeira irregular, usando luz óptica. Usualmente, o disco inclinado deve ser estudado com técnicas de infravermelho ou luz de rádio, que permitem aos pesquisadores fazer observações através da poeira, mas limita sua capacidade de aprender mais sobre o gás ionizado.

"Ser capaz de fazer essas medições em luz óptica nos permitiu comparar o núcleo da Via Láctea com outras galáxias com muito mais facilidade, "Haffner disse." Muitos estudos anteriores mediram a quantidade e qualidade do gás ionizado dos centros de milhares de galáxias espirais em todo o universo. Pela primeira vez, fomos capazes de comparar diretamente as medições de nossa galáxia com aquela grande população. "

Krishnarao aproveitou um modelo existente para tentar prever quanto gás ionizado deveria haver na região emissora que chamou a atenção de Benjamin. Os dados brutos do telescópio WHAM permitiram que ele refinasse suas previsões até que a equipe tivesse uma imagem 3D precisa da estrutura. Comparando outras cores da luz visível do hidrogênio, nitrogênio e oxigênio dentro da estrutura deram aos pesquisadores mais pistas sobre sua composição e propriedades.

Pelo menos 48 por cento do gás hidrogênio no disco inclinado no centro da Via Láctea foi ionizado por uma fonte desconhecida, a equipe relatou. "A Via Láctea agora pode ser usada para entender melhor sua natureza, "Krishnarao disse.

O gasoso, a estrutura ionizada muda à medida que se afasta do centro da Via Láctea, pesquisadores relataram. Anteriormente, os cientistas só sabiam sobre o gás neutro (não ionizado) localizado naquela região.

“Perto do núcleo da Via Láctea, "Krishnarao explicou, "o gás é ionizado por estrelas recém-formadas, mas conforme você se afasta do centro, as coisas ficam mais extremas, e o gás torna-se semelhante a uma classe de galáxias chamadas LINERs, ou regiões de baixa emissão de ionização (nuclear). "

A estrutura parecia estar se movendo em direção à Terra porque estava em uma órbita elíptica no interior dos braços espirais da Via Láctea, pesquisadores encontrados.

Galáxias do tipo LINER, como a Via Láctea, constituem cerca de um terço de todas as galáxias. Eles têm centros com mais radiação do que galáxias que estão apenas formando novas estrelas, no entanto, menos radiação do que aqueles cujos buracos negros supermassivos estão consumindo ativamente uma tremenda quantidade de material.

"Antes desta descoberta por WHAM, a Galáxia de Andrômeda era a espiral LINER mais próxima de nós, "disse Haffner." Mas ainda está a milhões de anos-luz de distância. Com o núcleo da Via Láctea a apenas dezenas de milhares de anos-luz de distância, agora podemos estudar uma região do LINER com mais detalhes. O estudo desse gás ionizado estendido deve nos ajudar a aprender mais sobre o ambiente atual e passado no centro de nossa galáxia. "

Próximo, os pesquisadores precisarão descobrir a fonte de energia no centro da Via Láctea. Being able to categorize the galaxy based on its level of radiation was an important first step toward that goal.

Now that Haffner has joined Embry-Riddle's growing Astronomy &Astrophysics program, he and his colleague Edwin Mierkiewicz, associate professor of physics, have big plans. "In the next few years, we hope to build WHAM's successor, which would give us a sharper view of the gas we study, " Haffner said. "Right now our map `pixels' are twice the size of the full moon. WHAM has been a great tool for producing the first all-sky survey of this gas, but we're hungry for more details now."

In separate research, Haffner and his colleagues earlier this month reported the first-ever visible-light measurements of "Fermi Bubbles"—mysterious plumes of light that bulge from the center of the Milky Way. That work was presented at the American Astronomical Society.