‘Músicas’ de estrelas revelam suas distâncias da Terra; entenda

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Astrônomos desenvolveram uma técnica revolucionária para medir distâncias no espaço: usar a “música” produzida por estrelas. Esta abordagem promete oferecer apoio significativo ao satélite Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA), cuja missão é medir posições e distâncias de cerca de dois bilhões de estrelas. Isso vai ajudar a criar um mapa tridimensional da Via Láctea.

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Para quem tem pressa:

• Nova Técnica de Medição de Distâncias Estelares: Astrônomos desenvolveram uma técnica revolucionária baseada na “música” produzida por estrelas para medir distâncias no espaço, auxiliando significativamente a missão do satélite Gaia da ESA na criação de um mapa tridimensional da Via Láctea;
• Superação dos Métodos Tradicionais: A nova abordagem, liderada por cientistas da EPFL e da Universidade de Bolonha, supera as limitações dos métodos tradicionais como a paralaxe, que enfrentam desafios de precisão para estrelas mais distantes, observando precisamente mais de 12 mil estrelas gigantes vermelhas oscilantes;
• Asterossismologia: A técnica, conhecida como asterossismologia, analisa as oscilações das estrelas e as converte em ondas sonoras e frequências, permitindo estimar o tamanho das estrelas, semelhante à identificação do tamanho de um instrumento musical pelo som que produz;
• Metodologia de Análise de Dados: O método baseia-se na análise de dados de imagens da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB), obtidos por telescópios de radiofrequência, utilizando um algoritmo de aprendizado de máquina para separar os componentes da polarização da CMB.

Os métodos tradicionais de medição de distâncias estelares, como o método de paralaxe, enfrentam desafios de precisão para estrelas mais distantes. A pesquisa, liderada por cientistas da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) e da Universidade de Bolonha, supera essas limitações ao desenvolver observações precisas de mais de 12 mil estrelas gigantes vermelhas oscilantes.

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‘Música’ das estrelas

O artigo, publicado na revista Astronomy & Astrophysics, apresenta um novo método para detectar e medir a polarização da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB).

A técnica, conhecida como asterossismologia, analisa as oscilações estelares para medir distâncias. É bem parecido com usar terremotos para investigar a geologia do nosso planeta. As vibrações das estrelas são convertidas em ondas sonoras e frequências associadas, que são utilizadas para determinar as distâncias.

Essa análise do espectro de frequência das estrelas permite estimar o tamanho das estrelas, de forma semelhante à identificação do tamanho de um instrumento musical pelo som que produz. Com o tamanho da estrela calculado, é possível determinar seu brilho, que, quando comparado com sua aparência vista da Terra, ajuda a calcular a distância.

Como funciona

O método é baseado na análise de dados de imagens da CMB obtidos por telescópios de radiofrequência. As imagens da CMB são obtidas dividindo o céu em pequenas regiões, chamadas pixels. A polarização da CMB é representada por dois componentes, chamados de polarização linear e polarização circular. O método proposto usa um algoritmo de aprendizado de máquina para separar os dois componentes da polarização da CMB.

Por meio desta técnica, dá para detectar a polarização da CMB com alta precisão, mesmo em regiões com baixa intensidade de sinal. Isso é importante porque a polarização da CMB é mais fraca que a sua intensidade. E as regiões com baixa intensidade de sinal são geralmente as mais interessantes para o estudo da CMB, pois podem fornecer informações sobre as primeiras fases do Universo.

A asterossismologia foi aplicada a dados do Planck, da ESA – um telescópio espacial de radiofrequência lançado em 2009. O telescópio forneceu dados de alta qualidade da CMB, que foram usados para estudar a evolução do Universo.

Importância e próximos passos

Os resultados do artigo mostram que este método é uma ferramenta promissora para o estudo da CMB. Além disso, ele foi capaz de detectar a polarização da CMB com alta precisão, mesmo em regiões com baixa intensidade de sinal.

Isso abre novas possibilidades para o estudo da CMB, incluindo o estudo das primeiras fases do Universo e da matéria escura – o que pode beneficiar vários subcampos da astronomia e astrofísica.