Spectroscopic metallicities and first {\alpha}-element abundances of RR Lyrae stars in Baade's Window

Imagine o centro da nossa galáxia, a Via Láctea, como uma cidade movimentada e lotada chamada "Bojo Galáctico". Há muito tempo, os astrônomos sabem que esta cidade possui um bairro específico de estrelas antigas e fracas chamadas RR Lyrae. Essas estrelas são como os postes de iluminação confiáveis da cidade: elas pulsam com um ritmo regular e, como sabemos exatamente quão brilhantes elas devem ser, podemos usá-las para medir distâncias precisas até diferentes partes da cidade.

No entanto, embora soubéssemos que essas estrelas estavam lá, não tínhamos uma receita muito clara para seus "ingredientes". Em astronomia, os "ingredientes" de uma estrela são sua metalicidade (quanto material pesado, como ferro, ela possui) e seus elementos alfa (outros elementos pesados como oxigênio e magnésio). Pense nesses elementos como temperos em uma sopa; conhecer a mistura exata nos diz como a sopa foi cozinhada e há quanto tempo está no fogo.

A Missão
Até agora, ninguém havia feito uma "prova de sabor" em close (uma análise espectroscópica de alta resolução) dessas estrelas específicas no Bojo Galáctico. A maioria dos estudos anteriores observou estrelas em outros lugares ou usou estimativas grosseiras. Este artigo é o primeiro a dar uma olhada profunda e detalhada em 78 dessas estrelas RR Lyrae (60 de um tipo e 18 de outro) usando um instrumento telescópico poderoso chamado FLAMES/GIRAFEE.

O Método: Uma Prova de Sabor Digital
Em vez de apenas adivinhar os ingredientes, os cientistas usaram uma técnica de "ajuste de espectro completo". Imagine olhar para uma pintura complexa e usar um computador para combinar cada pincelada individual a uma biblioteca de pinturas conhecidas, a fim de descobrir exatamente quais tintas foram usadas. Eles fizeram isso com a luz proveniente das estrelas para determinar sua composição química exata. Eles também calcularam para onde essas estrelas estão se movendo (suas órbitas) combinando sua velocidade em direção ou afastando-se de nós com dados de movimento lateral do telescópio espacial Gaia.

As Descobertas: O Perfil de Sabor do Bojo
Aqui está o que eles descobriram sobre a "sopa" do Bojo Galáctico:

• O Sabor Principal: A maioria dessas estrelas é "pobre em metais", o que significa que são muito antigas e se formaram quando o universo tinha menos elementos pesados. Seu teor de ferro é bastante baixo, variando em média de -1,34 a -1,44 em uma escala astronômica especial.
• O Nível de Tempero: Apesar de serem pobres em ferro, elas são surpreendentemente ricas em elementos alfa (cerca de 0,25 acima do Sol). É como uma sopa que tem pouco sal, mas muito pimenta. Isso sugere que essas estrelas se formaram muito cedo na história da galáxia, em um surto específico e rápido de formação estelar.

A Surpresa: Alguns "Forasteiros"
O estudo também encontrou algumas estrelas que não se encaixavam na receita principal. Um pequeno grupo de estrelas tinha níveis mais altos de ferro e temperos de elementos alfa mais baixos. Quando os cientistas observaram como essas estrelas específicas estavam se movendo, perceberam que se comportavam de maneira diferente do grupo principal. Acontece que essas poucas estrelas podem ser na verdade "novatos" provenientes do disco da galáxia (a parte plana e mais jovem da Via Láctea) que se aventuraram até o bojo, em vez de serem residentes nativos da população antiga do bojo.

Por Que Isso Importa
O objetivo principal deste artigo não foi apenas provar a sopa, mas criar um livro de receitas padrão. Ao conhecer a composição química exata dessas estrelas, os astrônomos agora podem calibrar outras maneiras mais fáceis de estimar a metalicidade (como observar a forma da curva de luz da estrela). Os dados sugerem que o nível de "pimenta" (elementos alfa) pode afetar como calculamos o nível de "sal" (metalicidade), uma conexão que precisa de mais investigação.

Em resumo, este artigo fornece a primeira impressão digital química precisa das estrelas mais antigas no centro da nossa galáxia, ajudando-nos a entender como nosso bairro cósmico foi construído e identificando algumas estrelas que podem ter se mudado de uma parte diferente da cidade.