Via Láctea

Imagem obtida por ©Roger Smith, do Cerro Tololo Interamerican Observatory, mostrando o telescópio de 4m Blanco, a Via Láctea, à direita, com o Cruzeiro do Sul, e à esquerda, a Pequena (em cima) e a Grande Nuvem de Magalhães, galáxias satélites da nossa Galáxia.

Em noites límpidas e sem lua, longe das luzes artificiais das áreas urbanas, pode-se ver claramente no céu uma faixa nebulosa atravessando o hemisfério celeste de um horizonte a outro. Chamamos a essa faixa Via Láctea, devido à sua aparência, que lembrava aos povos antigos um caminho esbranquiçado como leite. Sua parte mais brilhante fica na direção da constelação de Sagitário, sendo melhor observável no Hemisfério Sul durante as noites de inverno.
Em 1609, Galileo Galilei (1564-1642), ao apontar seu telescópio para a Via Láctea, descobriu que ela consistia de uma multitude de estrelas. No final do século XVIII, o astrônomo alemão William Herschel (1738-1822), que já era famoso por ter descoberto o planeta Urano, mapeou a Via Láctea usando seu telescópio de 1,2 m de diâmetro. Assumindo que todas as estrelas tinham a mesma luminosidade, de forma que as suas diferenças de brilho refletiam suas diferentes distâncias, Herschel contou o número de estrelas que conseguia observar em diferentes direções e concluiu que a Galáxia era um sistema achatado, sendo aproximadamente 5 vezes maior na direção do plano galáctico do que na direção perpendicular a ele. Como ele aparentemente enxergava o mesmo número de estrelas em qualquer linha de visada ao longo do plano, conclui que o Sol deveria estar aproximadamente no centro da Galáxia. Alguma hipóteses estavam erradas, como veremos a seguir.

Desenho esquemático da Via Láctea feita por William Herschel, baseado em sua contagem das estrelas [Figura 4 de On the Construction of the Heavens, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Vol. 75 (1785),pp. 213].

Heschel não tinha como saber as distâncias das estrelas (a primeira medida da paralaxe de uma estrela foi feita só no século seguinte, em 1838), portanto ele não pôde determinar o tamanho da Via Láctea. A primeira estimativa do tamanho da Via Láctea foi feita no início do século XX, pelo astrônomo holandês Jacobus Kapteyn (1851-1922). Kapteyn fez contagem das estrelas registradas em placas fotográficas e determinou as distâncias das estrelas próximas medindo suas paralaxes e movimentos próprios. Concluiu que a Via Láctea tinha a forma de um disco com 20 000 parsecs de diâmetro com o Sol no centro.
Logo após a publicação do modelo de Kapteyn, Harlow Shapley (1885-1972) publicou um modelo diferente, baseado na distribuição de sistemas esféricos de estrelas chamados aglomerados globulares. Shapley mediu as distâncias de 150 aglomerados a partir das estrelas RR Lyrae neles presentes e assim pode mapear a sua localização na Galáxia.

Seqüência de imagens do cúmulo globular M3 durante um dia, mostrando a variabilidade das estrelas RR Lyrae.
©Joel Hartman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) & Krzysztof Z. Stanek (Ohio State University)

Shapley verificou que os cúmulos globulares estavam uniformemente distribuídos acima e abaixo do plano da Via Láctea, mas mais concentrados na direção da constelação de Sagitário. Assumindo que o centro da distribuição dos aglomerados globulares coincide com o centro da Via Láctea, ele deduziu que o Sol estava a aproximadamente 15 kpc do centro da Via Láctea, a qual teria uma extensão total de 100 kpc.

Distribuição dos aglomerados globulares segundo Shapley. [Fonte:Richard_Pogge]

Shapley não levou em conta a extinção interestelar, o que o fez encontrar um valor exagerado para o tamanho da Galáxia. Hoje sabemos que o disco da nossa galáxia tem uma extensão de aproximadamente 30 kpc, e o Sol se encontra a aproximadamente 8,3 kpc do centro.