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"Interrogadas" 340.000 estrelas em busca de irmãs do Sol


O espectro do Sol.
Crédito: Nigel Sharp (NSF), FTS, NSO, KPNO, AURA, NSF

Um grupo australiano de astrônomos, trabalhando com colaboradores europeus, revelou o "DNA" de mais de 340.000 estrelas na Via Láctea, o que deverá ajudar a encontrar as irmãs do Sol, agora espalhadas pelo céu.

Este é um grande anúncio de um ambicioso levantamento de arqueologia galáctica, chamado GALAH (GALactic Archaeology with HERMES), lançado no final de 2013 como parte de uma missão para descobrir a formulação e evolução das galáxias. Quando concluído, o GALAH terá investigado mais de um milhão de estrelas.

O Levantamento GALAH usa o espectrógrafo HERMES do Telescópio Anglo-Australiano de 3,9 metros do Observatório Astronômico Australiano perto de Coonabarabran, Nova Gales do Sul, para recolher os espectros das 340.000 estrelas.

O Levantamento GALAH fez anteontem o seu primeiro grande lançamento público de dados.

O "DNA" recolhido traça a ancestralidade das estrelas, mostrando aos astrônomos como o Universo passou de apenas hidrogênio e hélio - logo após o Big Bang - para todos os elementos que temos aqui na Terra que são necessários para a vida.

"Nenhuma outra pesquisa foi capaz de medir tantos elementos para tantas estrelas quanto o GALAH," comenta a Dra. Gayandhi De Silva, da Universidade de Sydney e do Observatório Astronômico Australiano, cientista do HERMES que supervisionou os grupos que trabalham neste grande lançamento de dados.

"Estes dados permitirão descobertas como os enxames estelares originais da Galáxia, incluindo o grupo natal do Sol e as suas irmãs solares - não há nenhum outro conjunto de dados como este já recolhido em qualquer outro lugar do mundo," comenta a Dra. De Silva, da Escola de Física da Universidade de Sydney.

A Dra. Sarah Martell da Universidade de Sydney de Nova Gales do Sul, que lidera as observações do GALAH, explicou que o Sol, tal como todas as estrelas, nasceu num grupo ou enxame de milhares de estrelas.

"Cada estrela nesse enxame terá a mesma composição química, ou 'DNA' - estes enxames são rapidamente separados pela nossa própria Via Láctea e estão agora espalhados pelo céu," acrescenta a Dra. Martell.

"O objetivo da equipa do GALAH é fazer combinações de DNA entre as estrelas a fim de encontrar as suas irmãs há muito perdidas."

Para cada estrela, este ADN é a quantidade que contêm de cada um de quase duas dúzias de elementos químicos como oxigénio, alumínio e ferro.

Infelizmente, os astrônomos não podem recolher o DNA de uma estrela com um cotonete, mas usam a luz estelar, com uma técnica chamada espectroscopia.

A luz da estrela é recolhida pelo telescópio e passa depois por um instrumento chamado espectrógrafo, que divide a luz em arco-íris detalhados, ou espectros.

Daniel Zucker, professor associado da Universidade Macquarie e do Observatório Astronômico Australiano, disse que os astrônomos mediram os locais e tamanhos de linhas escuras no espectro para determinar a quantidade de cada elemento numa estrela.

"Cada elemento químico deixa um padrão único de bandas escuras em comprimentos de onda específicos nestes espectros, como impressões digitais," comenta.

O Dr. Jeffrey Simpson, do Observatório Astronômico Australiano, disse que é necessário cerca de uma hora para recolher fotões de luz suficientes para cada estrela, mas "felizmente, podemos observar 360 estrelas ao mesmo tempo usando fibra ótica," realça.

A equipe do GALAH passou mais de 280 noites no telescópio desde 2014 a recolher todos os dados.

O levantamento GALAH é uma criação do professor Joss Bland-Hawthorn da Universidade de Sydney e do Centro de Excelência ARC para a Astrofísica do Céu em 3 Dimensões (ASTRO 3D) e do professor Ken Freeman da Universidade Nacional Australiana. Foi concebido há mais de uma década como uma maneira de desvendar a história da nossa Galáxia; o instrumento HERMES foi projetado e construído especificamente pelo Observatório Astronômico Australiano para o levantamento GALAH.

A medição da abundância de cada elemento em tantas estrelas é um enorme desafio. Para o fazer, o GALAH desenvolveu técnicas sofisticadas de análise.

O estudante de doutorado Sven Buder do Instituto Max Planck para Astronomia, Alemanha, autor principal do artigo científico que descreve o lançamento dos dados do GALAH, faz parte do esforço de análise do projeto, trabalhando com a estudante de doutorado Ly Duong e com o professor Martin Asplund da Universidade Nacional Australiana e do ASTRO 3D.

Buder afirma: "Nós treinamos o nosso código de computador (denominado 'The Cannon') para reconhecer padrões nos espectros de um subconjunto de estrelas que analisamos com muito cuidado, e depois algoritmos de aprendizagem de máquina do 'The Cannon' para determinar a quantidade de cada elemento para todas as 340.000 estrelas." Doung acrescenta que "'The Cannon' honra Annie Jump Cannon, uma astrônoma americana pioneira na classificação dos espectros de mais ou menos 340.000 estrelas, a olho e manualmente, ao longo de várias décadas há um século atrás - o nosso código analisa essa quantidade de estrelas em muito maior detalhe em menos de um dia."

O lançamento dos dados do levantamento GALAH foi calendarizado para coincidir com a enorme divulgação de dados no dia 25 de abril do satélite Gaia da ESA, que tem vindo a mapear mais de 1,6 bilhões de estrelas na Via Láctea, tornando-o de longe e até à data o maior e mais preciso atlas do céu noturno.

Em combinação com as velocidades do GALAH, os dados do Gaia fornecerão não só as posições e distâncias das estrelas, mas também os seus movimentos dentro da Via Láctea.

O professor Tomaz Zwitter (Universidade de Ljubljana, Eslovênia) disse que os resultados do GALAH serão cruciais para interpretar os resultados do Gaia: "A precisão das velocidades que estamos a atingir com o GALAH não tem precedentes para um estudo tão grande."

O Dr. Sanjib SHarma da Universidade de Sydney, conclui: "Pela primeira vez, poderemos obter uma compreensão detalhada da história da Galáxia."

Os onze artigos científicos que acompanham esta divulgação de dados foram simultaneamente publicados na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e na Astronomy and Astrophysics.


Esquema do instrumento HERMES que mostra o percurso de como a luz estelar recolhida pelo telescópio AAT é dividida em quatro canais diferentes.
Crédito: AAO

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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