gov-civil-vilareal.ptA que distância estão as Plêiades?
>Eu escrevi um pouco recentemente sobre a missão Gaia , mas como minha desculpa o recente lançamento de uma grande quantidade de dados de segunda geração do observatório espacial é revolucionando muito conhecimento astronômico básico.
Parece grandioso? Bem, não é exagero! Gaia está medindo precisamente as posições, movimentos e cores de mais de um bilhão de estrelas . Quase não há maneira de fazer isso sem derrubar uma ou duas premissas básicas.
Por exemplo, Polaris é um tipo especial de estrela que usamos para encontrar as distâncias a outras galáxias, e Gaia ajudou a definir o quão longe está de nós - a própria base de nossa escada de distância cósmica - melhor do que nunca. Ele encontrou um aglomerado de estrelas até então desconhecido para nós e resolveu um antigo mistério sobre uma aparente estrela dupla que tem sido uma dor na garganta dos astrônomos amadores por décadas.
Isso é apenas uma amostra, uma mordidela, uma divertir bouche . Há muito mais, e cara, eu tenho uma pilha de anotações para mais artigos. Mas havia um especial mistério que eu estava ansioso para que Gaia resolvesse, um mistério que está fermentando há muitos anos e é realmente muito importante. E é simples perguntar:
A que distância estão as Plêiades?
guardianes de la galaxia 2 enchufados
Simples de perguntar, mas difícil - muito difícil - de responder com qualquer grau de precisão. Os astrônomos vêm tentando responder a essa pergunta há muito tempo, e as coisas estavam indo bem até que de repente não estavam indo bem. Métodos diferentes produzem respostas diferentes e uma missão recente que deveria ajudar a piorar as coisas. Eu realmente esperava que Gaia colocasse o prego no caixão desse enigma, e realmente pode ter ... mas de algumas maneiras, temo, as coisas ficaram mais estranhas.
Uma linda imagem profunda das Plêiades, um aglomerado de estrelas próximo. Crédito: Robert Gendler
OK, primeiro: The Pleaides*é um aglomerado de aproximadamente 1.500 estrelas na constelação de Touro. Os poucos mais brilhantes deles formam uma forma distinta de concha (e são comumente confundidos com a Ursa Menor) e têm aproximadamente o mesmo brilho, tornando-os uma visão adorável e impressionante. Binóculos revelam dezenas de estrelas e um telescópio centenas.
Todo o grupo de estrelas está a cerca de 440 anos-luz de distância, o que o torna um dos mais próximos aglomerados de estrelas para nós, é por isso que é tão óbvio em nosso céu.
Isso é legal por vários motivos. Todas as estrelas de um aglomerado nascem por volta da mesma época e do mesmo material; portanto, as diferenças em sua aparência (brilho e assim por diante) provavelmente se devem apenas à sua massa. Isso torna muito mais simples entender como eles envelhecem. O fato de as Plêiades estarem realmente próximas significa que membros ainda mais fracos podem ser bem observados, o que é muito mais difícil para aglomerados mais distantes e nos ajuda a entender o que está acontecendo na extremidade mais leve da escala de massa também. Você obtém uma visão mais completa do inteiro cluster, não apenas as estrelas mais brilhantes e mais fáceis de ver, e esse insight pode levar a uma melhor compreensão de todos os clusters.
A distância até o aglomerado é importante, porque assim você pode obter números absolutos, como a luminosidade das estrelas. Mas essa distância até as Plêiades não está bem determinada. Uma variedade de métodos tem sido usada para tentar obter a distância até o aglomerado, alguns resultando em uma distância de cerca de 415 anos-luz até o centro do aglomerado, outros 470. Essa é uma ampla gama. Mesmo considerando o tamanho físico do cluster, que tem bem mais de 50 anos-luz de largura, isso é uma grande incerteza.
Esperava-se que isso fosse resolvido de uma vez por todas quando o satélite hipparcos entrou no mercado no início dos anos 90. Mas quando os dados das Plêiades voltaram, encontraram uma distância de 380 anos-luz, muito mais perto do que os resultados anteriores. Mesmo após uma grande recalibração dos dados do Hipparcos, a distância calculada ficou aquém de quase todos os outros métodos. É quase certo devido a algum erro sistemático nos dados do Hipparcos, mas essa controvérsia ainda continua hoje .
Entra em Gaia. Com sua precisão sem precedentes, deveria, literalmente, colocar as Plêiades em seu lugar.
E é verdade! Mas então as coisas ficam estranhas.
William Abramson , um astrônomo do Centro Atómico Bariloche, CONICET e Instituto Balseiro na Argentina, examinou os resultados de Gaia para o cluster e publicou recentemente suas descobertas†. Eu o contatei sobre seu trabalho, e estamos discutindo isso há algumas semanas, tentando interpretar os resultados.
Resumidamente, ele usou os dados Gaia para isolar os membros do cluster, usando vários métodos para ignorar estrelas de primeiro e segundo plano (um método que tinha sido usado em um estudo anterior usando dados Gaia de primeira geração , para consistência). Ele encontrou quase 1.600 estrelas. Olhando para suas distâncias da Terra e tomando a média - que deveria render o centro ao aglomerado - ele obteve uma distância do centro do aglomerado de 445,5 anos-luz . Estrondo! Isso é consistente com medições anteriores usando outros métodos, quase no meio deles, na verdade, e parece mostrar claramente que a medição do Hipparcos está errada.
Mas…
Veja o que acontece quando você faz um gráfico de caixa 3D das posições das estrelas:
Um gráfico 3D das posições de 1.600 estrelas das Plêiades; os eixos rotulados no topo são a posição no céu, e o terceiro eixo ao longo do lado é a distância da Terra (em parsecs; 1 pc = 3,26 anos-luz). Observe que o aglomerado é alongado e que as estrelas mais brilhantes estão todas no lado próximo do aglomerado. Crédito: Guillermo Abramson
Várias coisas surgem. A caixa é exibida para ter cerca de 150 anos-luz de lado, mas devido à restrição que Abramson colocou em sua busca de membros, o cluster é muito menor do que isso, então ocupa apenas a parte central da figura (o tamanho da bola representa o brilho, então bola maior = estrela mais brilhante).
Ainda assim, você pode ver que o cluster parece ser alongado! Esse é um resultado interessante imediatamente! Uma forma alongada foi sugerida em pesquisas anteriores , então isso é legal. Devo admitir, também, que suspeitei imediatamente de que o eixo, a direção do alongamento, parecia estar apontando diretamente para nós (neste gráfico, a direção em direção à Terra é para baixo). Eu não gosto de coincidências! Pode haver algo errado com os dados?
Acontece que não há muito tempo fui contactado por Chris Anderson , o Especialista de Produção e Coordenador do Observatório do Planetário Faulkner em Idaho. Ele tinha lido meus artigos anteriores sobre Gaia e notou que o novo lançamento de dados poderia ajudar a resolver o problema da distância das Plêiades! Eu disse a ele que já estava trabalhando nisso e vi o alongamento do cluster como um problema potencial.
Então ele me disse algo que eu não sabia: Muitos clusters são alongados , e além disso, eles são alongados de tal forma que apontam para o centro da galáxia! Isso não é coincidência: a gravidade da galáxia pode esticar o aglomerado, puxando as estrelas mais perto do centro galáctico com mais força do que as estrelas do lado oposto - isso é chamado de maré galáctica e, embora seja fraco, pode ser suficiente sobre o tamanho de um cluster para alongá-lo.
Eu imediatamente verifiquei as coordenadas das Plêiades, e com certeza, elas estão localizadas bem perto de nosso centro galáctico oposto a nós. Então, se a Via Láctea está esticando o aglomerado, você Espero esse alongamento para apontar para nós. Do ponto de vista das Plêiades, estamos no céu bem próximo ao centro da galáxia!
Então isso me fez sentir melhor. Mas então algo estranho apareceu. E está relacionado. Olhe novamente para o enredo. As estrelas mais brilhantes são as maiores bolas. Vê algo estranho sobre eles?
Todos eles parecem cair ao longo de uma linha no lado mais próximo do aglomerado, direcionados diretamente para nós.
Isso é muito estranho. O fato de todas as estrelas estarem em uma linha apontando para nós pode estar relacionado à maré galáctica, mas não consigo pensar em um cenário físico onde as estrelas mais brilhantes estariam todas em um lado do aglomerado, e tão longe do Centro. Normalmente, as estrelas mais massivas (que são as mais brilhantes) caem em direção ao centro do aglomerado. Cada vez que duas ou mais estrelas passam uma pela outra enquanto orbitam o centro do aglomerado, o efeito líquido é que estrelas menos massivas se movem em direção à periferia do aglomerado e as mais massivas caem em direção ao centro. Isso é chamado fricção dinâmica e é um processo bastante bem compreendido. Portanto, este é um arranhão de cabeça.
Quando vi isso, me perguntei se era real. Talvez haja algo nos dados fazendo parecer que todas as estrelas brilhantes estavam no lado próximo do aglomerado!
A partir de trabalhos anteriores, eu sei que Gaia tem problemas para obter medições de estrelas muito brilhantes; eles inundam os detectores com luz e tornam difícil medir suas posições com precisão. O mais brilhante Pleiad, Alcyone, está bem nesse limite, então é provável que haja uma grande incerteza em sua distância. E, de fato, quando você olha para a medição real e a barra de erro, Alcyone pode estar em qualquer lugar de 364 a 465 anos-luz de distância de nós! Seu mais provável estar do lado mais próximo do cluster, mas também pode estar do outro lado.
No entanto, as outras Pleiads brilhantes - Atlas, Electra, Maia, Merope, Taygeta, Pleione e Asterope - todas têm incertezas muito menores e parecem que de fato estão isto lado do cluster. Portanto, isso é o oposto do que você esperava, e não tenho uma resposta fácil para isso. Abramson e eu discutimos isso longamente, mas não temos certeza do que fazer com isso; ele até escreveu sobre isso em seu próprio blog . Talvez um olhar mais atento aos dados ou uma análise mais aprofundada das interações das estrelas entre si revelará alguma solução para este quebra-cabeça.
O aglomerado das Plêiades está passando por uma nuvem de gás e poeira, aquecendo-o o suficiente para brilhar no infravermelho, onde foi visto pelo observatório astronômico WISE. Crédito: NASA / JPL-Caltech / UCLA
Uma ideia muito exagerada: talvez os membros mais brilhantes ... não sejam. Membros, quero dizer. Acontece que o aglomerado está passando muito perto de uma nuvem escura de gás e poeira, que é iluminada pelas estrelas mais brilhantes das Plêiades; você pode ver isso nas imagens do cluster. Isso é apenas uma coincidência; medições dos movimentos do aglomerado e do gás mostram que eles estão se movendo em direções diferentes, então eles não estão relacionados. Mas isso nos faz pensar se talvez as estrelas mais brilhantes também não façam parte do aglomerado e, coincidentemente, apenas estejam perto dele no céu.
Isso me parece extremamente improvável. Eles têm quase o mesmo movimento adequado (movimento através do céu) que o próprio aglomerado, indicando que é muito provável que façam parte dele. Algumas das estrelas mais brilhantes têm movimentos um pouco distantes do movimento geral do agrupamento (assim como em um bando de pássaros, um ou dois pássaros podem estar se movendo um pouco mais rápido ou mais lento ou em uma direção ligeiramente diferente dos outros), mas não o suficiente para eu gritar 'j'accuse!' Você espera isso em um aglomerado de estrelas onde interagem gravitacionalmente. Alguns serão puxados e puxados em direções diferentes. O que vemos pode ser apenas a distribuição normal de velocidades.
Então aí está. Parece que agora sabemos a distância até o centro das Plêiades, e podemos, portanto, identificar outras propriedades dele muito melhor ... mas alguns mistérios muito interessantes permanecem. Esperamos que este e outros estudos levem a uma visão física mais profunda da natureza do aglomerado e também expliquem por que as estrelas mais brilhantes parecem se alinhar para nós. Eu adoraria saber por que isso acontece!
* Tecnicamente, esta palavra é plural e o singular é Pleíada, mas também é usada como um grupo ou substantivo coletivo, por isso é singular. Então, talvez a que distância estão as Plêiades? não é tão simples de perguntar quanto pensei. Pelo menos gramaticalmente.
† Ele os publicou no Notas de pesquisa da American Astronomical Society , onde os astrônomos podem publicar artigos breves (com menos de 1.000 palavras) sobre partes interessantes de pesquisa rapidamente. Vou observar que não é revisado por pares. Pense nisso como um anúncio da pesquisa, em vez de um artigo completo e completo.
