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O que é um halo galáctico?
O halo galáctico é uma enorme concha de gás “invisível”,
A diferença mais marcante entre um disco e um esféricoforma halo aparecem em galáxias espirais. Não há tal transição abrupta em galáxias elípticas, e a estrutura tridimensional alongada do disco se transforma suavemente em uma bola de halo. Os halos, como as galáxias, não têm limites bem definidos: à medida que se afastam do centro, a atração gravitacional enfraquece, o gás e outros componentes tornam-se cada vez mais rarefeitos.
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Do que é feita a auréola?
Em 2020, o Telescópio Espacial Hubble apresentou o estudo mais detalhado do halo da galáxia de Andrômeda. Este é o “vizinho” da Via Láctea, por isso é o mais fácil de estudar.
Astrofísicos descobriram que fracos, quaseum halo invisível de plasma espalhado se estende por 1,3 milhão de anos-luz de Andrômeda em direção à Via Láctea e até 2 milhões de anos-luz em outras direções. Lembre-se de que a própria galáxia está localizada a uma distância de cerca de 2,5 milhões de anos-luz da Terra. Se o halo pudesse ser visto, Andrômeda ocuparia uma área no céu noturno comparável em área à constelação da Ursa Maior.
Os pesquisadores também descobriram que o halo temestrutura em camadas com duas conchas de gás principais aninhadas e separadas. Ao mesmo tempo, a camada externa é mais “lisa” e mais quente, enquanto a camada interna é fortemente afetada por supernovas. Galáxias galácticas de sistemas distantes não foram estudadas a tal ponto, mas os cientistas acreditam que elas têm uma estrutura semelhante.
A teoria cosmológica moderna distingue três elementos constituintes do halo galáctico: o halo estelar (halo estelar), a coroa galáctica e o halo da matéria escura.
Visualização do halo de Andrômeda. Os dados são baseados em um estudo da passagem de luz de quasares (pontos amarelos) localizados atrás da galáxia. Imagem: NASA, ESA e E. Wheatley (STScI)
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Quantas estrelas estão no halo?
Um halo estelar une uma população de estrelas eaglomerados globulares que circundam o disco galáctico. Estruturas semelhantes são encontradas em torno da maioria das galáxias espirais conhecidas e algumas elípticas. A forma do halo lembra uma elipse que envolve o disco estelar.
Apesar de seu enorme tamanho, inclui apenas cerca de 1% do volume total das estrelas e, portanto, brilha muito menos que o disco galáctico e é imperceptível durante as observações na faixa óptica.
Modelagem astrofísica de galáxiasprevê que os halos estelares devem ter dois componentes. A região interna é dominada por estrelas e aglomerados globulares formados na própria galáxia, enquanto a região externa é dominada por fusões com outros sistemas. Os cientistas acreditam que o halo é formado principalmente por estrelas antigas, e a formação de estrelas nele é realmente interrompida.
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Por que a galáxia precisa de uma coroa?
A coroa galáctica é uma nuvem tênuegás molecular que se estende para longe do centro galáctico. Os pesquisadores acreditam que as coronae são remanescentes da nuvem primordial de gás que entrou em colapso para formar a galáxia.
Embora o gás rarefeito seja invisível, ele pode serdetectado usando radiação de micro-ondas correspondente ao hidrogênio ionizado. A linha de hidrogênio neutro ou linha de 21 cm é a radiação de micro-ondas com comprimento de onda de 21,1 cm, que corresponde aos quanta emitidos quando o estado de energia dos átomos neutros de hidrogênio muda.
Os pesquisadores acreditam que a coroa galáctica é a primeira linha de “defesa” da galáxia. Evita o vazamento de gás interno, que serve para a formação de estrelas.
A coroa das Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães, protegendo-as dos efeitos da Via Láctea. Imagem: STSCI, Leah Hustak
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auréola de matéria escura
O terceiro elemento do halo galáctico é o halomatéria escura. Embora o fato da existência da matéria escura ainda não tenha sido confirmado, essa teoria descreve melhor as observações. A matéria escura não interage com a radiação eletromagnética, nem emite ou absorve luz em qualquer comprimento de onda, por isso não pode ser vista. No entanto, tem um efeito gravitacional nos objetos circundantes.
De acordo com a teoria existente, a matéria escurase estende por toda a galáxia e envolve seus componentes visíveis. Ao mesmo tempo, sua massa excede significativamente a massa de todos os outros objetos da galáxia combinados. O halo de matéria escura não foi visualizado e é usado como componente teórico que explica as influências gravitacionais que determinam os movimentos dos corpos dentro da galáxia.
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O que os cientistas aprenderam?
Novo estudo revela a verdadeira formahalo estelar da Via Láctea. Por muito tempo, os pesquisadores acreditaram que deveria ser uma esfera quase regular. Descobriu-se que não é assim: a nuvem estelar espalhada tem uma forma oblonga e é inclinada em um ângulo em relação ao disco galáctico. Externamente, assemelha-se a uma bola de futebol americano inclinada.
Além disso, os pesquisadores acreditam que a estrutura incomum também indica a presença e a posição oblíqua do halo de matéria escura da Via Láctea.
Modelo do halo da Via Láctea. Imagem: Melissa Weiss/Centro de Astrofísica | Harvard e Harvard Smithsoniano
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Como foi elaborado esse estudo?
Para a análise, os cientistas usaram dois conjuntos de dados.observações das estrelas que compõem o halo. O primeiro deles foi obtido como resultado do trabalho do satélite da European Space Academy GAIA. Este é um telescópio espacial que foi lançado em 2013 e tem uma visão completa do céu noturno para fazer o mapa mais detalhado de objetos na Via Láctea e no espaço próximo.
O segundo conjunto de dados é o resultadopesquisa H3 (Hectochelle no Halo em alta resolução). Estes são dados de observações terrestres de estrelas de halo que foram feitas usando telescópios no Fred Lawrence Whipple Observatory no Arizona. O H3 coletou observações detalhadas de dezenas de milhares de estrelas do halo muito distantes para serem apreciadas por Gaia.
Os pesquisadores combinaram dados de duas observações para estimar a forma do halo estelar.
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Por que isso é importante?
As propriedades da história de "armazenamento" do halo estelarformação de galáxias. Em particular, a forma elíptica oblíqua do halo da Via Láctea, obtida como resultado de observações, confirma uma das teorias de sua formação.
Os pesquisadores acreditam que o halo da Via Láctea -o resultado de uma colisão com uma galáxia anã de 7 a 10 bilhões de anos atrás. Como resultado dessa colisão galáctica, a galáxia anã foi dilacerada e suas estrelas constituintes se espalharam em um halo. Tal história de origem explica a diferença entre a "população" do halo e as estrelas do disco da Via Láctea.
Neste caso, o elipsóide triaxial reflete observaçõesdois grupos de estrelas em um halo estelar. Os aglomerados se formaram quando a galáxia anã passou duas órbitas da Via Láctea. À medida que se move, desacelera duas vezes nos chamados apocentros, os pontos mais distantes da órbita de uma galáxia anã, dizem os cientistas. Essas pausas levaram à ejeção adicional de estrelas e à formação de regiões concentradas. A inclinação do halo estelar indica que a galáxia anã colidiu com a Via Láctea em um ângulo.
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O que vem a seguir?
O fato de a forma inclinada ter sido preservada apósUma quantidade tão grande de tempo serve como um sinal adicional da existência de matéria escura, acreditam os cientistas. É o halo de matéria escura que impede as estrelas de mudarem para a forma clássica, semelhante a um esferóide.
Os pesquisadores acreditam que uma análise mais aprofundadao halo estelar ajudará a entender em quais áreas do halo galáctico da Via Láctea a concentração de matéria escura é maior e a concentrar a pesquisa usando detectores de partículas de matéria escura nessas direções.
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