As novas descobertas vêm de observações feitas por uma pequena espaçonave chamada HaloSat. Ele está em uma classe de minissatélites chamada CubeSats e tem aproximadamente o tamanho de uma torradeira, medindo 4 por 8 por 12 polegadas (cerca de 10 por 20 por 30 centímetros) e pesando cerca de 26 libras (12 quilogramas) ) Construído pela Universidade de Iowa, o HaloSat foi lançado da Estação Espacial Internacional em maio de 2018 e é o primeiro CubeSat financiado pela Divisão de Astrofísica da NASA.
Embora minúsculos em comparação com o Observatório de raios-X Chandra da NASA, os detectores de raios-X da HaloSat visualizam uma parte muito mais ampla do céu de uma vez e, portanto, são otimizados para fazer o tipo de pesquisa de área ampla necessária para medir o halo galáctico.
Devido ao seu pequeno tamanho, os CubeSats permitem que a NASA conduza investigações científicas de baixo custo no espaço. Seis CubeSats até o momento foram selecionados nesta série da Divisão de Astrofísica.
No novo estudo, os pesquisadores concluíram que o meio circungaláctico tem uma geometria semelhante a um disco, com base na intensidade das emissões de raios-X provenientes dele.
“As emissões de raios-X são mais fortes acima das partes da Via Láctea onde a formação de estrelas é mais vigorosa”, diz Philip Kaaret, professor do Departamento de Física e Astronomia de Iowa e autor correspondente do estudo . “Isso sugere que o meio circungaláctico está relacionado à formação de estrelas, e é provável que estejamos vendo gás que antes caía na Via Láctea, formava estrelas e agora está sendo reciclado no meio circungaláctico”.
Cada galáxia tem um meio circungaláctico, e essas regiões são cruciais para entender não apenas como as galáxias se formaram e evoluíram, mas também como o Universo progrediu de um núcleo de hélio e hidrogênio para uma extensão cosmológica repleta de estrelas, planetas, cometas e todos os outros tipos de constituintes celestes.
HaloSat pesquisa por matéria bariônica - ou seja, o mesmo tipo de partículas que compõem o mundo visível - que se acredita estarem ausentes desde o nascimento do Universo, há quase 14 bilhões de anos. O satélite tem observado o meio circungaláctico da Via Láctea em busca de evidências de que a matéria bariônica ausente pode residir lá. A matéria bariônica é distinta da matéria escura, que é invisível e não interage com nenhuma força exceto a gravidade.
Para procurar o que faltava, Kaaret e sua equipe queriam lidar melhor com a configuração do médium circungaláctico.
Mais especificamente, os pesquisadores queriam descobrir o quão grande é realmente o meio circungaláctico. Se for um halo enorme e estendido que é muitas vezes o tamanho de nossa galáxia, ele pode abrigar material suficiente para resolver a questão dos bárions ausentes. Mas se o meio circungaláctico for composto principalmente de material reciclado, seria uma camada de gás relativamente fina e fofa e um hospedeiro improvável da matéria bariônica ausente.
“O que fizemos foi definitivamente mostrar que há uma parte de alta densidade do meio circungaláctico que é brilhante nos raios X”, diz Kaaret. “Mas ainda pode haver um halo realmente grande e estendido que é apenas escuro em raios-X. E pode ser mais difícil ver aquele halo difuso e estendido porque há um disco de emissão brilhante no caminho.
“Então, com o HaloSat sozinho, realmente não podemos dizer se existe ou não esse halo estendido” em torno da Via Láctea, diz Kaarat.
Kaaret diz que ficou surpreso com a aglomeração do médium circungaláctico, esperando que sua geometria fosse mais uniforme. As áreas mais densas são regiões onde as estrelas estão se formando e onde o material está entre a Via Láctea e o meio circungaláctico.
“Parece que a Via Láctea e outras galáxias não são sistemas fechados”, diz Kaaret. “Eles estão, na verdade, interagindo, jogando material para o meio circungaláctico e trazendo material de volta também” .
A próxima etapa é combinar os dados do HaloSat com os dados de outros observatórios de raios-X para determinar se há um halo estendido ao redor da Via Láctea e, se houver, calcular sua densidade. Isso, por sua vez, poderia resolver o enigma da matéria bariônica ausente.
“É melhor que esses bárions perdidos estejam em algum lugar”, diz Kaaret. “Eles estão em halos em torno de galáxias individuais como nossa Via Láctea ou estão localizados em filamentos que se estendem entre as galáxias” .
O estudo é intitulado, “Um meio circungaláctico da Via Láctea dominado por disco e atarracado visto na emissão de raios-X”. Os co-autores do estudo incluem Jesse Bluem, estudante de graduação em física em Iowa; Hannah Gulick, estudante de graduação em astronomia na Universidade da Califórnia, Berkeley, que se formou em Iowa em maio passado; Daniel LaRocca, que obteve seu doutorado em Iowa em julho passado e agora é um pesquisador de pós-doutorado na Pennsylvania State University; Rebecca Ringuette, pesquisadora de pós-doutorado com Kaaret que se juntou ao Goddard Space Flight Center da NASA este mês; e Anna Zayczyk, uma ex-pesquisadora de pós-doutorado com Kaaret e uma cientista pesquisadora da NASA Goddard e da Universidade de Maryland, Condado de Baltimore.
HaloSat é uma missão CubeSat da NASA liderada pela Universidade de Iowa em Iowa City. Parceiros adicionais incluem Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, Wallops Flight Facility da NASA em Wallops Island, Virginia, Blue Canyon Technologies em Boulder, Colorado, Universidade Johns Hopkins em Baltimore e com contribuições importantes de parceiros na França. HaloSat foi selecionado por meio da Iniciativa de Lançamento CubeSat da NASA como parte da 23ª edição das missões Educacionais de Lançamento de Nanossatélites.
Escrito por Richard Lewis
University of Iowa
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