As estrelas não têm vergonha de anunciar seus nascimentos. À medida que nascem do colapso de nuvens gigantes de gás hidrogênio e começam a crescer, eles lançam ventos semelhantes aos de furacões e jatos giratórios do tipo irrigador de grama disparando em direções opostas.
Esta ação esculpe cavidades enormes nas nuvens de gás gigantes. Os astrônomos pensaram que esses acessos de raiva estelares acabariam por limpar a nuvem de gás circundante, interrompendo o crescimento da estrela. Mas em uma análise abrangente de 304 estrelas incipientes no Complexo de Orion, a principal região de formação de estrelas mais próxima da Terra, os pesquisadores descobriram que a eliminação do gás pelo escoamento de uma estrela pode não ser tão importante na determinação de sua massa final como sugerem as teorias convencionais. O estudo foi baseado em dados previamente coletados dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA e do telescópio espacial Herschel da Agência Espacial Européia.
O estudo deixa os astrônomos ainda se perguntando por que a formação de estrelas é tão ineficiente. Apenas 30% da massa inicial de uma nuvem de gás hidrogênio acaba como uma estrela recém-nascida.
Embora nossa galáxia seja uma cidade imensa de pelo menos 200 bilhões de estrelas, os detalhes de como elas se formaram permanecem envoltos em mistério.
Os cientistas sabem que as estrelas se formam a partir do colapso de enormes nuvens de hidrogênio que são comprimidas pela gravidade até o ponto em que a fusão nuclear é iniciada. Mas apenas cerca de 30 por cento da massa inicial da nuvem termina como uma estrela recém-nascida. Para onde vai o resto do hidrogênio durante um processo tão ineficiente?
Supõe-se que uma estrela recém-formada libere uma grande quantidade de gás quente por meio de jatos em forma de sabre de luz e ventos semelhantes a furacões lançados do disco circundante por poderosos campos magnéticos. Esses fogos de artifício devem impedir o crescimento da estrela central. Mas uma nova e abrangente pesquisa do Hubble mostra que essa explicação mais comum não parece funcionar, deixando os astrônomos confusos.
Os pesquisadores usaram dados previamente coletados dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA e do Telescópio Espacial Herschel da Agência Espacial Européia para analisar 304 estrelas em desenvolvimento, chamadas proto-estrelas, no Complexo de Orion, a principal região de formação de estrelas mais próxima da Terra. (Spitzer e Herschel não estão mais operacionais.)
Neste maior levantamento de estrelas nascentes até hoje, os pesquisadores estão descobrindo que a eliminação do gás pelo fluxo de uma estrela pode não ser tão importante na determinação de sua massa final como sugerem as teorias convencionais. O objetivo dos pesquisadores era determinar se os fluxos estelares interrompiam o fluxo de gás em uma estrela e impediam seu crescimento.
Em vez disso, eles descobriram que as cavidades na nuvem de gás circundante esculpidas pelo fluxo de uma estrela em formação não cresciam regularmente à medida que amadureciam, como propõem as teorias.
“Em um modelo de formação estelar, se você começar com uma pequena cavidade, à medida que a protoestrela rapidamente se torna mais evoluída, seu fluxo cria uma cavidade cada vez maior até que o gás circundante seja eventualmente expelido, deixando uma estrela isolada”, explicou o pesquisador-chefe Nolan Habel, da Universidade de Toledo, em Ohio.
“Nossas observações indicam que não há crescimento progressivo que podemos encontrar, então as cavidades não estão crescendo até que empurrem toda a massa da nuvem. Portanto, deve haver algum outro processo em andamento que elimina o gás que não acabar na estrela. ”
Os resultados da equipe aparecerão na próxima edição do The Astrophysical Journal.
Uma estrela nasce
Durante o estágio de nascimento relativamente breve de uma estrela, durando apenas cerca de 500.000 anos, a estrela rapidamente aumenta sua massa. O que fica complicado é que, conforme a estrela cresce, ela lança um vento, bem como um par de jatos giratórios tipo sprinkler disparando em direções opostas. Esses fluxos começam a corroer a nuvem circundante, criando cavidades no gás.
Teorias populares prevêem que, à medida que a jovem estrela evolui e o fluxo continua, as cavidades ficam mais largas até que toda a nuvem de gás ao redor da estrela seja completamente afastada. Com o tanque de gasolina vazio, a estrela para de acumular massa – em outras palavras, para de crescer.
Para verificar o crescimento da cavidade, os pesquisadores primeiro classificaram as protoestrelas por idade, analisando os dados de Herschel e Spitzer da emissão de luz de cada estrela. As protoestrelas nas observações do Hubble também foram observadas como parte da Pesquisa Herschel Orion Protostar do telescópio Herschel.
Em seguida, os astrônomos observaram as cavidades na luz infravermelha próxima com a Câmera infravermelha próxima do Hubble e o Espectrômetro Multi-objeto e a Câmera de campo amplo 3. As observações foram feitas entre 2008 e 2017. Embora as próprias estrelas estejam envoltas em poeira, elas emitem radiação poderosa que atinge as paredes da cavidade e espalha grãos de poeira, iluminando as lacunas nos envoltórios gasosos na luz infravermelha.
As imagens do Hubble revelam os detalhes das cavidades produzidas por proto-estrelas em vários estágios de evolução. A equipe de Habel usou as imagens para medir as formas das estruturas e estimar os volumes de gás liberados para formar as cavidades. A partir dessa análise, eles puderam estimar a quantidade de massa que foi eliminada pelas explosões das estrelas.
“Descobrimos que no final da fase protoestelar, onde a maior parte do gás caiu da nuvem circundante para a estrela, várias estrelas jovens ainda têm cavidades bastante estreitas”, disse o membro da equipe Tom Megeath, da Universidade de Toledo. “Então, essa imagem que ainda é comum sobre o que determina a massa de uma estrela e o que impede a queda do gás é que essa cavidade de fluxo crescente recolhe todo o gás. Isso tem sido fundamental para nossa ideia de como a formação de estrelas continua, mas simplesmente não parece encaixar os dados aqui. ”
Futuros telescópios, como o telescópio espacial James Webb, da NASA, investigarão mais profundamente o processo de formação de uma protoestrela. As observações espectroscópicas de Webb irão observar as regiões internas dos discos ao redor das protoestrelas em luz infravermelha, procurando por jatos nas fontes mais jovens. Webb também ajudará os astrônomos a medir a taxa de acúmulo de material do disco para a estrela e a estudar como o disco interno está interagindo com o fluxo.
Publicado em 18/03/2021 21h51
Artigo original:
Estudo original: