Se você quiser determinar sua massa, é muito fácil. Basta subir em uma balança e observar o número que ela fornece. Esse número indica a atração gravitacional da Terra sobre você; portanto, se você achar que o número é muito alto, console-se, pois a Terra simplesmente o considera mais atraente do que os outros. A mesma escala também poderia ser usada para medir a massa da Terra. Se você colocar a massa de um quilograma na balança, o peso que ele dá também será o peso da Terra no campo gravitacional do quilograma. Com um pouco de massa, você tem a massa da Terra.
As coisas não são tão simples. A Terra não é uma massa perfeitamente esférica e perfeitamente uniforme, por isso a sua força gravitacional varia ligeiramente em todo o mundo. Mas este método fornece um valor aproximado razoável e podemos usá-lo para estimar as massas de outros objetos no sistema solar. Mas como podemos determinar a massa de algo maior, como a Via Láctea? Um método é estimar o número de estrelas na galáxia e suas massas, depois estimar a massa de todo o gás e poeira interestelar e, em seguida, calcular a quantidade de matéria escura… Tudo fica muito complicado.
Uma maneira melhor é observar como a velocidade orbital das estrelas varia com a distância do centro galáctico. Isto é conhecido como curva de rotação e dá um limite superior de massa na Via Láctea, que parece ser de cerca de 600 bilhões a um trilhão de massas solares. A grande incerteza dá uma ideia de quão difícil é medir a massa da nossa galáxia. Mas um novo estudo introduz um novo método e pode ajudar os astrônomos a definir as coisas.
O método olha para o velocidade de escape de estrelas em nossa galáxia. Se uma estrela estiver se movendo rápido o suficiente, ela poderá superar a atração gravitacional da Via Láctea e escapar para o espaço interestelar. A velocidade mínima necessária para escapar depende da massa da nossa galáxia, portanto, medir uma fornece a outra. Infelizmente, sabe-se que apenas um punhado de estrelas está escapando, o que não é suficiente para se ter um bom controle da massa galáctica. Assim, a equipa analisou a distribuição estatística das velocidades estelares medidas pela sonda Gaia.
O método é semelhante a pesar a Lua com um punhado de poeira. Se você estivesse na Lua e jogasse poeira para cima, as partículas de poeira mais lentas alcançariam uma altura mais baixa do que as partículas mais rápidas. Se você medisse as velocidades e posições das partículas de poeira, a relação estatística entre velocidade e altura lhe diria com que força a Lua puxa as partículas e, portanto, a massa da Lua. Seria mais fácil trazer apenas o nosso quilograma e a escala para medir a massa lunar, mas o método da poeira poderia funcionar.
Na Via Láctea, as estrelas são como partículas de poeira, girando no campo gravitacional da galáxia. A equipa utilizou as velocidades e posições de mil milhões de estrelas para estimar a velocidade de escape a diferentes distâncias do centro galáctico. A partir disso, eles puderam determinar a massa total da Via Láctea. Eles calcularam uma massa de 640 bilhões de sóis.
Isto está no limite inferior das estimativas anteriores e, se for preciso, significa que a Via Láctea tem um pouco menos de matéria escura do que pensávamos.
Referência: Roche, Cian, et al. “O perfil de velocidade de escape da Via Láctea de Gaia DR3.” Pré-impressão arXiv arXiv:2402.00108 (2024).
Fonte: InfoMoney
