Quando você está bem no meio de algo, pode ser difícil dizer exatamente o quão grande é. Por exemplo, a Via Láctea.
Não podemos fotografá-lo com precisão do lado de fora, então nossas melhores estimativas são baseadas em medidas de distância para objetos nos subúrbios.
Uma estimativa baseada nos dados de mapeamento Gaia do ano passado nos deu um diâmetro de disco de cerca de 260.000 anos-luz. Mas assim como a influência do Sol viaja mais longe do que o Cinturão de Kuiper, a influência gravitacional e a densidade da Via Láctea – seu halo invisível de matéria escura – viaja além do disco.
Quanto falta? Bem, como novos cálculos mostraram, um pouco. Em um novo artigo submetido aos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society e carregado no arXiv, a astrofísica Alice Dyson, da Durham University, no Reino Unido, e colegas encontraram um diâmetro de 1,9 milhão de anos-luz.
Há mais na Via Láctea do que podemos ver – todas as estrelas e gás orbitando Sagitário A, o buraco negro supermassivo no centro da galáxia. Sabemos disso porque as estrelas nas bordas externas do disco galáctico estão se movendo muito mais rápido do que deveriam sob a influência gravitacional de matéria detectável.
A força gravitacional adicional que dá um impulso a esse spin é interpretada como vinda da matéria escura – o vasto halo esférico de matéria que envolve o disco galáctico. Mas, uma vez que não podemos detectar a matéria escura diretamente, devemos inferir sua presença com base em como ela afeta a matéria circundante.
Aqui está o que Deason e seus colegas fizeram.
Primeiro, eles realizaram simulações cosmológicas de alta resolução dos halos de matéria escura das galáxias com a massa da Via Láctea, tanto individualmente quanto em análogos do Grupo Local, um pequeno grupo de galáxias com cerca de 9,8 milhões de anos-luz ao qual pertence a Via Láctea.
Diagrama do halo de matéria escura de nossa galáxia. (Universo Digital / Museu Americano de História Natural).
Eles estavam particularmente focados na proximidade da Via Láctea com M31, AKA, a galáxia de Andrômeda, nosso grande vizinho mais próximo, e que a Via Láctea deve colidir em cerca de 4,5 bilhões de anos. As duas galáxias estão atualmente separadas por cerca de 2,5 milhões de anos-luz – próximas o suficiente para já interagir gravitacionalmente.
Usando vários programas diferentes, a equipe modelou o halo de matéria escura da Via Láctea observando a velocidade radial – a velocidade orbital dos objetos que se movem pela galáxia a várias distâncias – e a densidade para tentar definir o limite do halo de matéria escura.
Todas essas simulações mostraram que fora do halo de matéria escura, a velocidade radial de objetos como galáxias anãs é visivelmente menor.
Eles então o compararam com o banco de dados do Grupo Local de galáxias anãs ao redor da Via Láctea. E, como suas simulações previram, houve uma queda acentuada na velocidade radial. A distância radial que a equipe calculou para este limite foi de cerca de 292 kiloparsecs – cerca de 950.000 anos-luz.
Dobre esse diâmetro e você terá pouco mais de 1,9 milhão de anos-luz.
Essa distância ainda pode ser refinada e precisa ser refinada, pois não era o objetivo principal deste estudo, mas o cálculo ajuda a impor restrições importantes à Via Láctea, e pode ser usado para encontrar tais limites para outras galáxias.
Em muitas análises do halo da Via Láctea, sua borda externa é uma limitação fundamental. Muitas vezes a escolha é subjetiva, mas como dissemos, é preferível definir fisicamente e / ou observacionalmente a borda externa. Aqui, amarramos o limite da distribuição da matéria escura ao halo estelar observado ', escreveram os pesquisadores em seu artigo.
“Há grande esperança de que os novos dados forneçam medições mais confiáveis e precisas das fronteiras da Via Láctea e das galáxias próximas.”
O estudo foi aceito para publicação nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society e está disponível no site arXiv.
Fontes: Foto: (ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO)
