Novo mosaico de rádio da Via Láctea combina GLEAM e GLEAM-X

A Via Láctea é um ambiente rico e intricado. A olho nu, ela se apresenta como uma faixa luminosa que corta o céu noturno, formada por incontáveis estrelas.

Só que isso descreve apenas a luz visível. Quando observamos o firmamento por outros meios - como em ondas de rádio - o cenário fica muito mais detalhado, repleto de partículas carregadas e campos magnéticos.

O que o rádio revela na Via Láctea

Há décadas, astrónomos recorrem a radiotelescópios para investigar a nossa galáxia. Ao analisar as propriedades dos objetos que habitam a Via Láctea, conseguimos compreender melhor como ela evoluiu e do que é composta.

O nosso estudo, publicado hoje em Publicações da Sociedade Astronómica da Austrália, traz novas pistas sobre a estrutura do plano galáctico da nossa galáxia.

Observando o céu inteiro

Para expor o céu em rádio, usamos o Murchison Widefield Array, um radiotelescópio no interior remoto da Austrália, formado por 4.096 antenas distribuídas por vários quilômetros quadrados. O conjunto observa áreas amplas do céu de uma só vez, o que permite mapear a galáxia com rapidez.

Entre 2013 e 2015, o arranjo foi usado para observar todo o céu do hemisfério sul no levantamento GaLactic e Extragalactic All-sky MWA, conhecido como GLEAM. Esse levantamento abrangeu uma faixa ampla de frequências de ondas de rádio.

Graças à sua grande cobertura em frequência, o GLEAM ofereceu aos astrónomos o primeiro mapa de “cor de rádio” do céu, incluindo a própria galáxia. Ele mostrou o brilho difuso do disco galáctico, além de milhares de galáxias distantes e regiões onde estrelas nascem e morrem.

Com a atualização do arranjo em 2018, voltámos a observar o céu com maior resolução e sensibilidade, o que deu origem ao levantamento GLEAM-Estendido (GLEAM-X).

A principal diferença entre os dois levantamentos é que o GLEAM conseguia captar o panorama geral, mas não os detalhes; já o GLEAM-X revelava os detalhes, mas não o panorama completo.

Um mosaico deslumbrante

Para reunir as duas perspetivas, a nossa equipa aplicou uma nova técnica de imagem chamada image domain gridding. Assim, combinámos milhares de observações do GLEAM e do GLEAM-X para construir um único mosaico gigantesco da galáxia.

Como os dois levantamentos observaram o céu em momentos diferentes, foi essencial corrigir as distorções da ionosfera - deslocamentos nas ondas de rádio provocados por irregularidades na alta atmosfera da Terra. Sem essa correção, as distorções alterariam a posição das fontes de uma observação para outra.

O algoritmo realiza esses ajustes, alinhando e empilhando, de forma contínua, dados obtidos em noites distintas. Esse processo consumiu mais de 1 milhão de horas de processamento em supercomputadores do Pawsey Supercomputing Research Centre, na Austrália Ocidental.

O resultado é um novo mosaico que cobre 95% da Via Láctea visível a partir do hemisfério sul, abrangendo frequências de rádio de 72 a 231 MHz. A grande vantagem dessa faixa ampla de frequências é permitir ver fontes diferentes com a sua “cor de rádio”, dependendo de as ondas de rádio serem geradas por campos magnéticos cósmicos ou por gás quente.

As “cores de rádio” da Via Láctea

A emissão associada à explosão de estrelas mortas aparece em laranja. Quanto mais baixa a frequência, mais intensa ela fica. Já as regiões onde estrelas se formam brilham em azul.

Essas cores ajudam os astrónomos a distinguir, num relance, os diferentes componentes físicos da galáxia.

O novo retrato em rádio da Via Láctea é, até agora, o mapa mais sensível e de maior cobertura em área nessas baixas frequências.

Ele vai viabilizar uma enorme variedade de estudos galácticos: desde encontrar e analisar remanescentes fracos e antigos de explosões estelares até mapear raios cósmicos energéticos e a poeira e os grãos que dominam o meio existente entre as estrelas.

Próximo passo: SKA-Low

O poder desta imagem só será superado quando o novo radiotelescópio SKA-Low estiver concluído e em operação - no futuro, ele será milhares de vezes mais sensível e terá resolução superior à do seu antecessor, o Murchison Widefield Array.

Essa atualização ainda está a alguns anos de distância. Até lá, esta nova imagem funciona como uma prévia inspiradora das maravilhas que o SKA-Low completo um dia vai revelar.

Silvia Mantovanini, doutoranda, Astronomia, Universidade Curtin, e Natasha Hurley-Walker, astrónoma de rádio, Universidade Curtin

Este texto foi republicado a partir do The Conversation sob uma licença Commons Criativa. Leia o artigo original.