HUBBLE OBSERVA MONSTRUOSA NUVEM "BUMERANGUE" A VOLTAR À VIA LÁCTEA

Astrónomos do Telescópio Espacial Hubble estão descobrindo que o velho ditado "o que sobe tem que descer" até se aplica a uma nuvem imensa de hidrogénio fora da nossa Galáxia, a Via Láctea. A nuvem invisível está em "queda livre" em direção à nossa Galáxia a 1,1 milhões de quilómetros por hora.

Apesar de se conhecerem centenas de nuvens gigantes e velozes de gás em torno da periferia da nossa Galáxia, esta denominada "Nuvem Smith" é única porque a sua trajetória é bem conhecida. As novas observações do Hubble sugerem que foi lançada das regiões exteriores do disco galáctico há cerca de 70 milhões de anos atrás. A nuvem foi descoberta no início da década de 1960 pela estudante de doutoramento em astronomia Gail Smith, que detetou ondas de rádio emitidas pelo seu hidrogénio.

A nuvem está numa rota de colisão-retorno e espera-se que "lavre" o disco da Via Láctea daqui a 30 milhões de anos. Quando isso acontecer, os astrónomos acreditam que vai dar início a uma espetacular explosão de formação estelar, talvez fornecendo gás suficiente para fabricar 2 milhões de sóis.

"A nuvem é um exemplo de como a Galáxia muda com o tempo," explica Andrew Fox, líder da equipa e do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado americano de Maryland. "Diz-nos que a Via Láctea é um lugar muito ativo e borbulhante onde o gás pode ser expelido para fora de uma parte do disco e, depois, regressar para outra. "

"A nossa Galáxia recicla o seu gás através de nuvens, sendo a Nuvem Smith um exemplo, e irá formar estrelas em lugares diferentes do que no passado. As medições da Nuvem Smith pelo Hubble ajudam-nos a visualizar quão ativos são os discos das galáxias," afirma Fox.

Os astrónomos determinaram que esta região de gás em forma de cometa mede cerca de 11.000 anos-luz de comprimento e 2500 de largura. Se pudesse ser observada no visível, teria um diâmetro aparente [no céu] 30 vezes maior que a Lua Cheia.

Os astrónomos há muito que pensavam que a Nuvem Smith podia ser uma galáxia falhada, sem estrelas, ou gás que caía para a Via Láctea oriundo do espaço intergaláctico. Se qualquer um destes cenários fosse verdadeiro, a nuvem deveria conter principalmente hidrogénio e hélio, não os elementos mais pesados fabricados pelas estrelas. Mas se viesse de dentro da Galáxia, ela conteria mais dos elementos encontrados no nosso Sol.

A equipa usou o Hubble para medir pela primeira vez a composição química da Nuvem de Smith e para determinar de onde veio. Observaram, no ultravioleta, os núcleos brilhantes de três galáxias ativas que residem a milhares de milhões de anos-luz por trás da nuvem. Usando o instrumento COS (Cosmic Origins Spectrograph) do Hubble, mediram como esta luz é filtrada através da nuvem.

Em particular, procuraram enxofre na nuvem, que pode absorver a luz ultravioleta. "Ao medir o enxofre, podemos aprender quão enriquecida em átomos de enxofre é a nuvem, em comparação com o Sol," explica Fox. O enxofre é um bom indicador da quantidade de elementos mais pesados que residem na nuvem.

Os astrónomos descobriram que a Nuvem Smith é tão rica em enxofre como o disco exterior da Via Láctea, uma região a cerca de 40.000 anos-luz do centro da Galáxia (aproximadamente 15.000 anos-luz mais para a periferia da Via Láctea do que o Sol e o Sistema Solar). Isto significa que a Nuvem Smith foi enriquecida por material das estrelas. Isto não acontecia se fosse hidrogénio pristino de fora da Galáxia, ou se fosse o remanescente de uma galáxia falhada e desprovida de estrelas. Em vez disso, a nuvem parece ter sido expulsa de dentro da Via Láctea e está agora de volta como um bumerangue.

Embora isto resolva o mistério da origem da Nuvem de Smith, levanta novas questões: como é que a nuvem chegou onde está agora? Que evento desastroso a catapultou para fora do disco da Via Láctea, e como é que permaneceu intacta? Será que uma região de matéria escura - uma forma invisível de matéria - passou pelo disco e capturou gás da Via Láctea? As respostas poderão ser encontradas em investigações futuras.

A pesquisa da equipa foi publicada na edição de 1 janeiro de 2016 da revista The Astrophysical Journal Letters.

Este diagrama mostra a trajetória de 100 milhões de anos da Nuvem Smith enquanto arqueia para fora do plano da Via Láctea e regressa como um bumerangue. As medições do Telescópio Espacial Hubble mostram que a nuvem veio de uma região perto da fronteira do disco de estrelas da Galáxias há 70 milhões de anos. A nuvem está agora esticada na forma de um cometa pela gravidade e pela pressão do gás. Seguindo um percurso balístico, a nuvem vai entrar novamente no disco e despoletar formação estelar daqui a 30 milhões de anos.
Crédito: NASA/ESA/A. Feild (STScI)

O instrumento COS (Cosmic Origins Spectrograph) do Hubble pode medir como a luz de objetos distantes de fundo é afetada quando passa pela nuvem, fornecendo pistas sobre a composição química da nuvem. Os astrónomos traçam a origem da nuvem ao disco da nossa Via Láctea. A combinação de observações no ultravioleta e no rádio correlaciona a velocidade de queda da nuvem, fornecendo evidências sólidas de que as características espectrais estão ligadas com a dinâmica da nuvem.
Crédito: NASA/ESA/A.Feild (STScI)

Esta composição mostra o tamanho e posição da Nuvem Smith no céu. A nuvem tem cores falsas, observada no rádio pelo GBT (Green Bank Telescope). A imagem visível do campo estelar de fundo mostra a localização da nuvem na direção da constelação de Águia.
Crédito: Saxton/Lockman/NRAO/AUI/NSF/Mellinger