Este valor foi obtido a partir da velocidade de rotação de estrelas distantes em torno do centro galáctico. Uma velocidade diretamente proporcional à massa da Via Láctea. O método, comumente usado para todas as galáxias, nunca havia sido aplicado à nossa. “Como estamos dentro do gigantesco disco da Via Láctea, não é o melhor local para observá-lo, ri François Hammer, astrofísico do observatório de Paris e coautor da publicação. Todas as estrelas do disco giram em torno de seu centro e seus movimentos em relação a nós ocorrem no plano do céu. Eles são minúsculos. Tivemos que esperar que Gaia os medisse. “
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Um fenômeno que não é observado em outras galáxias
Na verdade, o satélite europeu lançado em 2013 regista a partir do espaço a posição e a velocidade de milhares de milhões de estrelas na Galáxia com uma precisão sem precedentes. “Nossa estimativa usa a terceira pesquisa publicada em 2022, cobrindo 1,8 bilhão de estrelas, explica François Hammer. Usámos amostras de algumas dezenas de milhares a um milhão de estrelas para estimar a massa da Galáxia. O Os cálculos foram realizados de forma independente por duas equipes. “
Uma estimativa que causou forte reação da comunidade de astrônomos, portanto… Notavelmente por causa de um fenômeno relacionado. Ao observar a velocidade das estrelas, os pesquisadores mostraram que ela diminuía à medida que os corpos celestes se afastavam do centro. A priori nada além de muito normal. “Quanto ao cálculo da massa, é uma consequência das leis de Kepler, explica François Hammer. Além disso, observamos isso muito bem no Sistema Solar: Saturno gira três vezes mais devagar em torno do Sol do que a Terra. “O problema é que esta “decadência Kepleriana” das estrelas na periferia não é observada em outras galáxias…
Esta observação surgiu na década de 1970, graças em particular ao trabalho da astrônoma americana Vera Rubin (1928-2016). Ela e os seus colegas demonstraram que as estrelas exteriores das galáxias rodavam à mesma velocidade que as suas homólogas centrais. Para explicar esta anomalia sem pôr em causa as leis de Kepler, os investigadores postularam a existência de um enorme reservatório de matéria escondida que rodeia as galáxias, que actua gravitacionalmente sobre as estrelas para aumentar a sua velocidade. Esta é a famosa “matéria escura”, que se estima ser seis vezes mais numerosa que a matéria comum no Universo.
Mas obviamente não em nossa galáxia… “As estrelas, as nuvens de gás, cuja massa podemos estimar diretamente porque as vemos, representam cerca de 60 mil milhões de massas solar. Em outras palavras, o material a matéria escura é cerca de duas a três vezes mais massiva que a matéria comum da Via Láctea, e não seis vezes mais… “
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Uma quarta pesquisa Gaia esperada para 2026
Uma vez que as leis da física são as mesmas em todos os lugares, por que a nossa galáxia deveria ser uma exceção? Os autores da publicação têm algumas ideias. Aqui está um. “A Via Láctea é notável porque não sofreu fusões de colisão com outra galáxia durante 10 mil milhões de anos, sublinha François Hammer. Enquanto a média é de seis bilhões para outras galáxias espirais. “Podemos facilmente adivinhar que a fusão de duas galáxias inevitavelmente perturba as órbitas. “No entanto, para medir a massa da Galáxia a partir da velocidade de uma estrela, ela deve estar em equilíbrio com o centro galáctico, o que leva tempo. “
Assim, as medições feitas em outras galáxias seriam talvez distorcidas pelo comportamento errático das estrelas ou do gás não estabilizado. Em 2026, Gaia realizará uma quarta pesquisa e o novo observatório Vera-Rubin começará a varrer o céu a partir do Chile. Os dois instrumentos tentarão medir a velocidade de estrelas localizadas ainda mais longe do centro galáctico, a fim de verificar se o decaimento Kepleriano ainda é observado.
Gaia, topógrafo da Galáxia
A operar desde 2013 a 1,5 milhões de quilómetros da Terra, o satélite Gaia da Agência Espacial Europeia está a revolucionar a nossa visão da Via Láctea – em particular a sua génese, a sua estrutura e a evolução dos seus diferentes componentes. Mede a posição e o movimento das estrelas com uma acuidade incrível: até 10 microssegundos de arco (1 segundo de arco correspondente a 1/3600 de grau), ou o equivalente à espessura de um fio de cabelo colocado a 1000 km de distância! Enquanto o seu antecessor, o telescópio europeu Hipparcos, mil vezes menos preciso, conseguiu localizar 120 mil estrelas na década de 1990, Gaia permitiu assim um enorme salto.
Os catálogos cada vez mais extensos que estabeleceu em 2016, 2018 e 2022 revelam agora a posição de 1,8 mil milhões de estrelas, bem como uma série de outros parâmetros, como a sua massa, composição e temperatura. Tanta informação que permitiu aos astrónomos de todo o mundo produzir mais de 10.000 artigos de investigação, fazendo de Gaia a missão espacial de maior sucesso em termos de publicações anuais! E muitas descobertas ainda são esperadas. Porque mesmo que a vida activa do satélite deva terminar no final de 2025, depois de esgotado o gás necessário à sua pilotagem, as centenas de investigadores dedicados ao processamento de dados entregarão um quarto e depois um quinto e último catálogo de estrelas, em 2026 e 2030.
Por Franck Daninos
