Sondas Voyager detectam radiação Lyman-alpha da Via Láctea
As sondas gémeas Voyager estão tão longe do Sol que conseguem observar um tipo de radiação oriunda da Via Láctea que nós cá na Terra não conseguimos. As observações podem agir como uma espécie de Pedra de Rosetta para compreender a formação estelar em galáxias mais distantes e antigas.
As sondas veteranas, que foram lançadas em 1977 e que lentamente se aproximam do limite exterior do Sistema Solar, detectaram pela primeira vez um comprimento de onda particular apelidada de linha Lyman-Alpha oriunda da nossa Galáxia.
Esta radiação é útil porque é um traço de formação estelar noutras galáxias. As estrelas jovens e quentes expelem os seus arredores com fotões altamente energéticos, quebrando os electrões dos átomos de hidrogénio. Esses átomos eventualmente encontram outro electrão e absorvem-nos para se tornarem completos novamente. Quando o fazem, emitem dois géneros de fotões: H-alpha e Lyman-alpha.
Os fotões H-alpha, que se encontram na parte visível do espectro electromagnético, tendem a viajar desimpedidos pelo gás interestelar. Mas os fotões Lyman-alpha, que se encontram na radiação mais curta do ultravioleta, tendem a ser absorvidos pelo gás e reemitidos mais tarde.
As complicadas histórias e trajectórias dos fotões Lyman-alpha tornam os fotões H-alpha sinais mais simples e tantalizantes de formação estelar - para as estrelas que estão a distâncias menores que aproximadamente 8 mil milhões de anos-luz. Se os fotões H-alpha têm que percorrer uma distância maior, a expansão do Universo estica-os demasiado para os nossos telescópios serem capazes de os detectar. Isto significa que não conseguimos aprender mais sobre a formação estelar no início do Universo ao estudar os fotões H-alpha que chegam até nós.
A linha Lyman-alpha tem já por si só um menor comprimento de onda, e o ser esticada durante vastas distâncias faz com que se desloque para a região visível e facilmente detectável do espectro. "O único modo de observar as galáxias primordiais e de estudar as primeiras estrelas que se formaram no Universo é observar a radiação Lyman-alpha," afirma Rosine Lallement do Observatório de Paris, França.
Mas mesmo embora consigamos ver esta linha Lyman-alpha no visível, oriunda de galáxias no Universo distante, não conseguimos ver a versão "não esticada" na nossa. Isto é porque o Sol liberta vastas quantidades de radiação Lyman-alpha no ultravioleta, por sua vez espalhadas pelo gás no Sistema Solar. A luz de outras fontes Lyman-alpha na Via Láctea encontra-se ainda no ultravioleta quando chega até nós, e perde-se no brilho da libertação energética do Sol, tal como a chama de uma vela ao pé de um holofote.
Agora, Lallement e seus colegas confirmaram que as sondas Voyager conseguiram ver para lá desta neblina, ou seja, regiões de formação estelar na Galáxia. "Ainda vemos a radiação [do Sol], e é a radiação dominante que medimos," afirma. "Mas começámos a ver, sobrepostas, as pequenas fontes galácticas que estão muito mais distantes, as fontes dos braços espirais e das regiões de formação estelar no disco da Via Láctea."
A emissão apareceu quando os astrónomos começaram a pesquisar o céu usando os espectrógrafos ultravioleta nas sondas em 1993, quando a Voyager 1 estava a cerca de 40 UA do Sol (1 UA, ou Unidade Astronómica, é a distância da Terra ao Sol).
Lallement e colegas analisaram 10 anos de dados obtidos pela Voyager 1 e cinco anos de dados obtidos pela Voyager 2. Descobriram que os picos nas emissões Lyman-alpha coincidiam com emissões H-alpha previamente observadas oriundas de regiões de formação estelar na Via Láctea.
Dado que a emissão Lyman-alpha é apenas visível em galáxias muito distantes, e apenas a emissão H-alpha tinha sido detectada na Via Láctea, a detecção das duas na nossa Galáxia permitirá aos astrónomos melhor interpretar a formação estelar noutras galáxias, afirma Lallement.
"Na Via Láctea, sabemos exactamente onde estão as novas estrelas, o seu movimento, sabemos tudo o que precisamos de saber para testar com exactidão os modelos de propagação," acrescenta. "Como sabemos tudo em detalhe, é agora possível testar estes modelos."
Jeffrey Linsky da Universidade do Colorado em Boulder, EUA, diz que o achado é um bónus. "A missão principal das Voyager era estudar os planetas exteriores e os seus ambientes," escreve num comentário acerca do estudo. "Quem teria imaginado estes novos feitos das sondas mais de 20 anos depois?"
Para conservar energia, os sistemas das Voyager que pesquisavam os céus por sinais Lyman-alpha foram desligados há alguns anos. "É irónico que a energia nas Voyager continua a diminuir com o tempo, ao mesmo tempo que a radiação Lyman-alpha oriunda da Via Láctea continua a crescer," afirma Linsky.
Mas Lallement diz que não se importa. A 119 e 97 UA do Sol, a Voyager 1 e 2 estão no limite da região do espaço dominada pelo Sol e pelo seu campo magnético. O desligar dos espectrógrafos ultravioletas permite com que as sondas continuem a enviar dados para a Terra até pelo menos 2020.
"Pela primeira vez, vamos realmente conseguir informação tal como se estivéssemos a viajar no espaço interestelar," conclui Lallement. "Não me posso queixar disso."