Dizer "somos stardust" pode ser um clichê, mas é um fato inegável que a maioria dos elementos essenciais da vida são feitas em estrelas.
"Pela primeira vez, podemos agora estudar a distribuição de elementos em toda a nossa galáxia", diz Sten Hasselquist da Universidade do Estado do Novo México. "Os elementos que medimos incluem os átomos que compõem 97% da massa do corpo humano."
Os novos resultados vêm de um catálogo de mais de 150.000 estrelas; Para cada estrela, inclui a quantidade de cada uma de quase duas dúzias de elementos químicos. O novo catálogo inclui todos os chamados "elementos CHNOPS" - carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre - conhecidos por serem os blocos de construção de toda a vida na Terra. Esta é a primeira vez que as medições de todos os elementos CHNOPS foram feitas para um número tão grande de estrelas.
Como sabemos quanto de cada elemento contém uma estrela? É claro que os astrônomos não podem visitar as estrelas para colher uma amostra do que eles são feitos, então eles usam uma técnica chamada espectroscopia para fazer essas medições. Esta técnica divide a luz - neste caso, a luz de estrelas distantes - em arcos-íris detalhados (chamados espectros). Podemos calcular quanto de cada elemento uma estrela contém medindo as profundidades das manchas escuras e brilhantes nos espectros causados por diferentes elementos.
Os astrônomos no Sloan Digital Sky Survey fizeram essas observações usando o espectrógrafo APOGEE (Experimento de Evolução Galáctica do Observatório do Ponto de Apache) no Telescópio da Fundação Sloan de 2,5m em Apache Point Observatory, no Novo México. Este instrumento recolhe luz na parte do infravermelho próximo do espectro electromagnético e dispersa-o, como um prisma, para revelar assinaturas de diferentes elementos nas atmosferas das estrelas. Uma fração das quase 200 mil estrelas pesquisadas pela APOGEE se sobrepõem com a amostra de estrelas visada pela missão Kepler da NASA, que foi projetada para encontrar planetas potencialmente terrestres. O trabalho apresentado hoje se concentra em noventa estrelas Kepler que mostram evidências de hospedagem de planetas rochosos e que também foram pesquisadas pela APOGEE.
Enquanto o Sloan Digital Sky Survey pode ser mais conhecido por suas belas imagens públicas do céu, desde 2008 tem sido inteiramente uma pesquisa espectroscópica. As atuais medidas de química estelar usam um espectrógrafo que detecta luz infravermelha - o espectrógrafo APOGEE (Apache Point Observatório Galactic Evolution Experiment), montado no telescópio Sloan Foundation de 2,5 metros no Observatório Apache Point, no Novo México.
Jon Holtzman da Universidade Estadual do Novo México explica que "ao trabalhar na parte infravermelha do espectro, a APOGEE pode ver estrelas em muito mais da Via Láctea do que se estivesse tentando observar em luz visível. A luz infravermelha passa pela poeira interestelar e a APOGEE nos ajuda a observar uma ampla gama de comprimentos de onda em detalhes, de modo que podemos medir os padrões criados por dezenas de elementos diferentes ".
O novo catálogo já está ajudando os astrônomos a adquirir uma nova compreensão da história e estrutura da nossa Galáxia, mas o catálogo também demonstra uma clara conexão humana com os céus. Como o famoso astrônomo Carl Sagan disse, "nós somos feitos de estrelas." Muitos dos átomos que compõem seu corpo foram criados em algum momento no passado distante dentro de estrelas, e esses átomos fizeram longas jornadas dessas estrelas antigas para você.
Enquanto os seres humanos são 65% de oxigênio em massa, o oxigênio compõe menos de 1% da massa de todos os elementos no espaço. Estrelas são principalmente hidrogênio, mas pequenas quantidades de elementos mais pesados, como o oxigênio pode ser detectado no espectro de estrelas. Com esses novos resultados, a APOGEE encontrou mais desses elementos mais pesados na Galáxia interna. As estrelas na galáxia interna também são mais antigas, então isso significa que mais elementos da vida foram sintetizados anteriormente nas partes internas da Galáxia do que nas partes externas.
Embora seja divertido especular sobre o impacto que a composição da Galáxia interna pode ter em onde a vida aparece, somos muito melhores em entender a formação de estrelas em nossa Galáxia. Como os processos que produzem cada elemento ocorrem em tipos específicos de estrelas e procedem a taxas diferentes, deixam assinaturas específicas nos padrões de abundância química medidos pelo SDSS / APOGEE. Isto significa que o novo catálogo de abundância elementar do SDSS / APOGEE fornece dados para comparar com as previsões feitas pelos modelos de formação de galáxias.
Jon Bird da Vanderbilt University, que trabalha na modelagem da Via Láctea, explica que "esses dados serão úteis para progredir na compreensão da evolução galáctica, à medida que estão sendo feitas simulações cada vez mais detalhadas da formação de nossa galáxia, exigindo dados mais complexos para comparação."
"É uma grande história de interesse humano que agora somos capazes de mapear a abundância de todos os principais elementos encontrados no corpo humano através de centenas de milhares de estrelas em nossa Via Láctea", disse Jennifer Johnson da The Ohio State University. "Isso nos permite colocar restrições sobre quando e onde na nossa vida galáxia tinha os elementos necessários para evoluir, uma espécie de" zona habitável galáctica temporal ".
O catálogo de abundâncias químicas a partir do qual esses mapas foram gerados foi divulgado publicamente como parte da versão do Treze Data do SDSS e está disponível gratuitamente em linha para qualquer pessoa em: http://www.sdss.org/press-releases/the-elements-of-life-mapped-across-the-milky-way-by-sdssapogee/
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