Usando o telescópio espacial Hubble da NASA para conduzir uma "escavação arqueológica cósmica" no coração de nossa galáxia da Via Láctea, os astrônomos descobriram os planos de fase de construção no início da nossa galáxia.
Espiando profundamente no miolo central da Via Láctea lotada de estrelas, os pesquisadores Hubble descobriram pela primeira vez uma população de anãs brancas antigas - fumegantes restos de estrelas de outrora vibrantes que habitavam o núcleo. Encontrar essas relíquias pode produzir pistas sobre como a nossa galáxia foi construída, muito antes da Terra e nosso sol ter se formado.
As observações são o estudo mais profundo, e mais detalhado da estrutura fundamental da cidade galáxia - seu vasto bojo central que se encontra no meio de um disco em forma de panqueca de estrelas, onde habita nosso sistema solar.
Como acontece com qualquer relíquia arqueológica, as anãs brancas contêm a história de uma época passada.
Eles contêm informações sobre as estrelas que existiam cerca de 12 bilhões de anos atrás que queimou-se todo seu combustível para formar as anãs brancas. Como estas brasas de estrelas radiantes estão a esfriar, eles devem ter multi-bilhões de anos de idade, pedaços de tempo que informam os astrônomos sobre os anos de juventude da Via Láctea.
Uma análise dos dados do Hubble apóia a idéia de que bojo da Via Láctea foi formada em primeiro lugar e que seus habitantes estelares nasceram muito rapidamente - em menos de cerca de 2 bilhões de anos. O resto do alastrando disco de estrelas de segunda e de terceira geração da galáxia cresceram mais lentamente nos subúrbios, circundando o bojo central conforme o material foi diminuindo como a borda de um sombrero gigante.
"É importante observar o bojo da Via Láctea, porque é a única protuberância que podemos estudar em detalhe", explicou Annalisa Calamida do Space Telescope Science Institute (STScI), em Baltimore, Maryland, principal autor do papel da ciência. "Você pode ver as protuberâncias em galáxias distantes, mas você não pode resolver sobre as estrelas muito fracas, como as anãs brancas. O Bojo da Via Láctea inclui quase um quarto da massa estelar da galáxia. Caracterizando as propriedades das estrelas do Bojo que pode, então, fornecer informações importantes para a compreensão da formação de toda a galáxia da Via Láctea e de galáxias semelhantes que, mais distantes ".
A pesquisa Hubble também descobriu estrelas ligeiramente de massa mais pequena no bojo, em comparação com aquelas em população do disco da galáxia. "Este resultado sugere que o ambiente no bojo pode ter sido diferente do que no disco, o que resulta num mecanismo de estrela-formação diferente," disse Calamida.
As observações eram tão sensíveis que os astrónomos também usaram os dados para escolher o brilho fraco de anãs brancas. A equipe baseada seus resultados em uma análise de 70 dos mais quentes anãs brancas detectáveis por Hubble em uma pequena região da protuberância entre dezenas de milhares de estrelas.
Estas relíquias estelares são pequenos e extremamente densa. Eles são aproximadamente do tamanho da Terra, mas 200.000 vezes mais denso. Uma colher de chá de material de anã branca pesaria cerca de 15 toneladas. Sua pequena estatura os torna tão fraca que seria tão desafiador quanto procurando o brilho de uma lanterna de bolso localizado na lua. Os astrônomos usaram as imagens do Hubble afiados para separar as estrelas bojo das miríades de estrelas em primeiro plano do disco da nossa galáxia, rastreando seus movimentos ao longo do tempo. A equipe que realizou esta tarefa através da análise de imagens do Hubble da mesma área de 240.000 estrelas, feita em 10 anos de diferença. O longo período de tempo permitiu que os astrônomos possam fazer medições muito precisas do movimento das estrelas e escolher entre 70.000 estrelas habitantes estelar do bojo e mover a uma taxa diferente do que as estrelas do disco, permitindo que os astrônomos possa identificá-los.
A região pesquisada é parte do campo Janela Sagitário que eclipsa Planeta Extrasolar Search (SWEEPS) e está localizado 26.000 anos-luz de distância. A localização excepcionalmente livre de poeira no céu oferece uma vista buraco da fechadura no bojo "centro". Advanced Camera for Surveys do Hubble fez as observações em 2004 e 2011-2013.
"Comparando as posições das estrelas a partir de agora e há 10 anos, fomos capazes de medir movimentos precisos das estrelas", disse Kailash Sahu de STScI, líder do estudo. "Os movimentos nos permitiu dizer se eram estrelas de disco, estrelas do bojo, ou estrelas halo."
Os astrônomos identificaram as anãs brancas, analisando as cores das estrelas do bojo e comparando-os com modelos teóricos. As anãs brancas extremamente quentes parecem mais azuis em relação a estrelas como o sol. Como as anãs brancas de idade, elas se tornam mais frias e mais fracas, tornando-se difícil, mesmo para olhos aguçados Hubble para detectar.
"Essas 70 anãs brancas representam o pico do iceberg", disse Sahu. "Nós estimamos que o número total de anãs brancas é de cerca de 100.000 nesta minúscula vista do Hubble e da protuberância. Telescópios futuros, tais como o Telescópio Espacial James Webb da NASA nos permitirá contar quase todas as estrelas no bojo para baixo para os mais fracos, do que hoje o telescópio Hubble, não pode ver. "
A equipe na próxima etapa planeja aumentar sua amostra de anãs brancas, analisando outras porções do campo SWEEPS. Isso deve levar a uma estimativa mais precisa da idade do bojo galáctico. Eles também podem determinar se os processos de formação de estrelas no bojo em bilhões de anos atrás eram diferentes do que é visto no disco mais novo de nossa galáxia.
Os resultados da equipe foi apresentado em 01 de setembro de 2015, edição do The Astrophysical Journal. Um companheiro papel apareceu no The Astrophysical Journal em 2014.
Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, em Baltimore, Maryland
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu
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