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Dados do satélite Gaia revelam informações sobre quase dois bilhões de estrelas

Indicadores altamente precisos sobre a posição e o brilho de estrelas são alguns dos dados obtidos a partir da observação de 2,9 milhões de galáxias

Jornal da USP - Júlio Bernardes
19/06/22 às 10h30
Via Láctea vista de dentro, imagem considerada um ícone da Missão Espacial Gaia; ao longo da linha horizontal está o plano galáctico, abaixo à direita se encontram as nuvens de Magalhães e no todo alguns pontos brilhantes que são galáxias satélites da nossa e aglomerados de estrelas - Foto: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO / A. Moitinho

No último dia 13 de junho, a Missão Espacial Gaia realizou seu terceiro data release e divulgou uma quantidade gigantesca de dados do satélite Gaia, com indicadores altamente precisos sobre a posição e o brilho de 1,8 bilhão de estrelas, entre outras informações obtidas a partir da observação de 2,9 milhões de galáxias. Os dados, que foram produzidos por um grupo de 400 engenheiros, pesquisadores e técnicos, permitirão descrever de forma mais realística o Sistema Solar e a Via Láctea, detectar planetas orbitando outras estrelas (exoplanetas) e caracterizar galáxias mais distantes. A missão está sob responsabilidade da Agência Espacial Europeia (ESA) e do Gaia – Data Processing and Analysis Consortium (DPAC), e conta com professores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP como colaboradores.

A Missão Espacial Gaia começou a ser pensada no início dos anos 1990 e foi aceita pela ESA em 2006. “O lançamento do satélite da missão ocorreu em dezembro de 2013, quando foi colocado em um ponto muito especial e concorrido do espaço, chamado ponto de Lagrange 2 (L2), a 1,5 milhão de quilômetros (km) da Terra. As observações científicas se iniciaram em julho de 2014”, relata o professor do IAG, Ramachrisna Teixeira, membro do Gaia DPAC. “Os dados agora publicados correspondem a 34 meses de observação. Dentro de dois anos, aproximadamente, teremos o quarto lançamento de dados, resultante de 66 meses de observação, portanto muito mais rico e preciso. Um quinto lançamento, relativo a 120 meses, deverá ser publicado por volta de 2030.”

O professor do IAG aponta que a bordo do satélite Gaia existem dois telescópios especiais com um plano focal comum, onde se encontram três instrumentos que realizam medidas astrométricas (posição, distância e movimentos), fotométricas (brilho em luz branca), foto-espectrométricas (brilho, cor e espectro de baixa resolução) e espectroscópicas (velocidades radiais e composição química).
 
“Essas observações repetidas ao longo do tempo permitem alcançar precisões até bem pouco tempo inimagináveis”, explica. “Por exemplo, a grandeza mais importante da astronomia, a paralaxe estelar, um pequeno deslocamento das estrelas no céu devido ao movimento orbital da Terra, que fornece a distância e calibra a escala de distância do Universo, está sendo medida com precisões de microssegundos de grau.”

O satélite dá uma volta em torno de si mesmo num período de seis horas e seu eixo de rotação é de cerca de dois meses. “Com isso, o satélite varre continuamente o céu realizando medidas de todos aqueles astros mais brilhantes. Essa varredura do céu foi prorrogada por dois anos e deverá ser por mais três anos, encerrando as observações em março de 2025”, afirma o professor. “São justamente a abundância de dados, a precisão das medidas e a variedade de objetos observados, praticamente todo tipo de corpo celeste existente, que asseguram esse caráter revolucionário das observações do Gaia.”

Na imagem, quatro mapas do céu baseados nos dados do terceiro "Gaia Data Release"; no alto à esquerda, a distribuição de 33 milhões de velocidades radiais; embaixo à esquerda, as mesmas velocidades acompanhadas do movimento de 26 milhões de estrelas; à direita, no alto, a absorção da luz das estrelas pelo gás e poeira do meio interestelar, e embaixo, um mapa químico da Via Láctea - Imagem: Cedida por Ramachrisna Teixeira/IAG

Brilho e posição

O conteúdo estelar presente no terceiro data release compreende posições e brilho de 1,8 bilhão de estrelas. “Para 1,5 bilhão desses objetos temos a astrometria completa, com posição, distância e movimento próprio e a cor. Além disso, há dados de mais de 800 mil sistemas binários de estrelas, 40 vezes mais do que havia até então, parâmetros astrofísicos como luminosidade, raio, temperatura, composição química, massa, idade e metalicidade) para quase meio bilhão de estrelas e tipo espectral para mais de 200 milhões”, descreve Teixeira. “A componente radial do movimento estelar foi medida para 33 milhões de estrelas, quase 150 vezes o que existia antes do início da missão, e 3,5 milhões delas com velocidades de rotação igualmente observadas.”

“No que diz respeito ao Sistema Solar, temos a solução orbital para quase 160 mil objetos, incluindo as várias classes de asteroides, corpos além de Netuno (transnetunianos) e 31 satélites planetários”, destaca o professor. “Finalmente, uma outra grande novidade desse lançamento é o conteúdo extragaláctico, são 1,9 milhão de quasares com posições, redshifts (distâncias) e brilhos, sendo que para 60 mil deles pudemos detectar suas galáxias hospedeiras e para 15 mil foram determinadas características morfológicas. Além disso, foram observadas 2,9 milhões de galáxias e para 800 mil delas obtivemos o perfil de brilho e parâmetros de sua morfologia.”

Teixeira considera que de todas as grandezas extraídas das observações da Missão Espacial Gaia, a mais importante é a das distâncias (paralaxes estelares). “Na realidade, essa é a grandeza mais importante da astronomia, pois a partir dela podemos transformar as grandezas aparentes observadas em grandezas absolutas”, enfatiza. “Sem o conhecimento das distâncias a astrofísica e a cosmologia seriam extremamente limitadas e provavelmente até hoje ainda não saberíamos como as estrelas brilham e que o Universo está em expansão.”

No mapa acima, os 2,9 milhões de galáxias observadas pelo satélite Gaia; as regiões mais escuras são as de maior densidade de objetos celestes e ao centro quase não há objetos devido ao gás e à poeira da Via Láctea, que impedem a observação - Imagem: Cedida por Ramachrisna Teixeira/IAG

Segundo o professor, os dados da missão são superabundantes e dão a liberdade de selecionar os melhores entre eles e mesmo assim continuar trabalhando com uma amostra robusta. “Tudo que falarmos a respeito do Sistema Solar, da Via Láctea e do Universo será mais realístico e confiável a partir desses dados, que provavelmente sustentarão a astronomia nos próximos 20, 30 anos”, observa. “A informação científica extraída dos códigos numéricos enviados pelo satélite à Terra é assegurada pelo Gaia DPAC, dividido em vários subgrupos dedicados a vários aspectos das observações e corpos celestes.”

O IAG integra o grupo Extended Object, liderado por Christine Ducourant, do Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux , na França, que conta com a atuação dos professores Ramachrisna Teixeira, Sandra dos Anjos e Ronaldo Eustáquio de Souza, além do ex-doutorando e hoje professor na Universidade da Califórnia, Alberto Krone Martins. A colaboração teve início a partir da tese de doutorado Ampliando os horizontes da missão espacial Gaia através das observações de galáxias , defendida por Martins no IAG em 2011. “Os dados do Gaia são disponibilizados para o mundo todo ao mesmo tempo. Qualquer pessoa pode acessá-los sem qualquer problema ou custo”, conclui Teixeira.

Arte de Guilherme Castro











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