Astra´nomos da Universidade de Harvard descobriram uma estrutura gasosa monola­tica em forma de onda - a maior já vista em nossa gala¡xia - composta de viveiros estelares interconectados. Apelidada de “Radcliffe Wave” em homenagem a  sede da colaboração, o Instituto Radcliffe de Estudos Avana§ados , a descoberta transforma uma visão de 150 anos de viveiros estelares pra³ximos como um anel de expansão em um anel que apresenta um filamento ondulado que forma estrelas. atinge trilhaµes de quila´metros acima e abaixo do disco gala¡ctico.

O trabalho, publicado na Nature , foi possibilitado por uma nova análise de dados da sonda Gaia da Agência Espacial Europanãia, lana§ada em 2013 com a missão de medir com precisão a posição, a distância e o movimento das estrelas. A abordagem inovadora da equipe de pesquisa combinou os dados super precisos de Gaia com outras medições para construir um mapa 3D detalhado da matéria interestelar na Via La¡ctea, e notou um padrãoinesperado no braa§o espiral mais pra³ximo da Terra.

Os pesquisadores descobriram uma estrutura longa e fina, com cerca de 9.000 anos-luz de comprimento e 400 anos-luz de largura, com uma forma de onda, alcana§ando 500 anos-luz acima e abaixo do plano manãdio do disco de nossa gala¡xia. O Wave inclui muitos dos viveiros estelares que se pensava fazer parte do “Cintura£o de Gould”, uma faixa de regiaµes de formação de estrelas que se acredita estarem orientadas em um anel ao redor do sol.

"Nenhum astra´nomo esperava que mora¡ssemos ao lado de uma gigantesca coleção de gás semelhante a  onda - ou que ela forma o braa§o local da Via La¡ctea", disse Alyssa Goodman, professor de Astronomia Aplicada Robert Wheeler Willson, pesquisador associado do Smithsonian. Instituição e co-diretor do Programa de Ciências do Instituto Radcliffe de Estudos Avana§ados. “Ficamos completamente chocados quando percebemos o quanto a Onda Radcliffe élonga e reta, olhando-a de cima em 3D - mas quanto sinusoidal équando vista da Terra. A própria existaªncia da Wave estãonos forçando a repensar nossa compreensão da estrutura 3D da Via La¡ctea. ”

“Gould e Herschel observaram estrelas brilhantes se formando em um arco projetado no canãu, e por muito tempo as pessoas tentam descobrir se essas nuvens moleculares realmente formam um anel em 3D”, disse Joa£o Alves, professor de física. e astronomia na Universidade de Viena e bolsista Radcliffe 2018-2019. “Em vez disso, o que observamos éa maior estrutura de gás coerente que conhecemos na gala¡xia, organizada não em um anel, mas em um filamento macia§o e ondulado. O sol fica a apenas 500 anos-luz da onda no ponto mais pra³ximo. Tem estado bem diante dos nossos olhos o tempo todo, mas não conseguimos vaª-lo atéagora”.

O novo mapa 3D mostra nossa vizinhana§a gala¡ctica sob uma nova luz, dando aos pesquisadores uma visão revisada da Via La¡ctea e abrindo a porta para outras grandes descobertas.

"Nãosabemos o que causa essa forma, mas pode ser como uma ondulação em um lago, como se algo extraordinariamente macia§o aterrissasse em nossa gala¡xia", disse Alves. “O que sabemos éque nosso sol interage com essa estrutura. Passou por um festival de supernovas ao cruzar Orion há13 milhões de anos e em outros 13 milhões de anos cruzara¡ a estrutura novamente, como se estivanãssemos 'surfando a onda' ”.

Estruturas desembaraçadas no bairro gala¡ctico "empoeirado" em que nos sentamos éum desafio de longa data na astronomia. Em estudos anteriores, o grupo de pesquisa de Douglas Finkbeiner, professor de astronomia e física de Harvard, foi pioneiro em técnicas estata­sticas avana§adas para mapear a distribuição 3D de poeira usando vastas pesquisas sobre as cores das estrelas. Armado com novos dados de Gaia, as estudantes de Harvard Catherine Zucker e Joshua Speagle recentemente aumentaram essas técnicas, melhorando drasticamente a capacidade dos astrônomos de medir distâncias para regiaµes de formação de estrelas. Esse trabalho, liderado por Zucker, épublicado no Astrophysical Journal .

“Suspeitamos que possa haver estruturas maiores que simplesmente não pudemos colocar em contexto. Assim, para criar um mapa preciso de nossa vizinhana§a solar, combinamos observações de telesca³pios espaciais como Gaia com astrostata­stica, visualização de dados e simulações numanãricas ”, explicou Zucker, um graduado da National Science Foundation e doutorado. candidato no Departamento de Astronomia da Escola de Artes e Ciências de Harvard.

Zucker desempenhou um papel fundamental na compilação do maior cata¡logo de distâncias precisas de todos os tempos para os viveiros estelares locais - a base para o mapa 3D usado no estudo. Ela estabeleceu o objetivo de pintar uma nova imagem da Via La¡ctea, perto e longe.

“Reunimos essa equipe para que pudanãssemos ir além do processamento e tabular os dados para visualiza¡-los ativamente - não apenas para nosmesmos, mas para todos. Agora, podemos literalmente ver a Via La¡ctea com novos olhos ”, disse ela.

“Estudar nascimentos estelares écomplicado por dados imperfeitos. Corremos o risco de errar os detalhes, porque se vocêestãoconfuso com a distância, estãoconfuso com o tamanho ”, disse Finkbeiner.

Goodman concordou: “Todas as estrelas do universo, incluindo o nosso Sol, são formadas em nuvens dina¢micas, em colapso, de gás e poeira. Mas determinar a quantidade de massa das nuvens, o tamanho delas, tem sido difa­cil, porque essas propriedades dependem de quanto longe a nuvem esta¡. ”

Segundo Goodman, os cientistas estudam densas nuvens de gás e poeira entre as estrelas hámais de 100 anos, aproximando essas regiaµes com uma resolução cada vez maior. Antes de Gaia, não havia um conjunto de dados expansivo o suficiente para revelar a estrutura da gala¡xia em grandes escalas. Desde o seu lana§amento em 2013, o observata³rio espacial permitiu medições das distâncias de um bilha£o de estrelas na Via La¡ctea.

A enxurrada de dados de Gaia serviu como a plataforma de teste perfeita para novos manãtodos estata­sticos inovadores que revelam a forma dos viveiros estelares locais e sua conexão com a estrutura gala¡ctica da Via La¡ctea. Alves veio a Radcliffe para trabalhar com Zucker e Goodman, pois previam que o fluxo de dados de Gaia melhoraria a tecnologia “Mapeamento de poeira 3D” do grupo Finkbeiner o suficiente para revelar as distâncias dos viveiros estelares locais. Mas eles não tinham idanãia de que encontrariam a onda Radcliffe.

Os grupos Finkbeiner, Alves e Goodman colaboraram estreitamente nesse esfora§o de ciência de dados. O grupo Finkbeiner desenvolveu a estrutura estata­stica necessa¡ria para inferir a distribuição 3D das nuvens de poeira; o grupo Alves contribuiu com profunda experiência em estrelas, formação de estrelas e Gaia; e o grupo Goodman desenvolveu as visualizações 3D e a estrutura anala­tica, chamada "cola", que permitiam que a Onda Radcliffe fosse vista, explorada e descrita quantitativamente.

Os artigos, dados analisados ​​(no Harvard Dataverse), ca³digo estata­stico, figuras interativas, va­deos e tour pelo WorldWide Telescope estãodisponí­veis gratuitamente para todos atravanãs de um site dedicado .