Cerca de uma dúzia de berçários estelares residem na vizinhança solar. Talvez as mais estudadas entre eles sejam as nuvens moleculares de Touro e Perseu. Incontáveis cartógrafos celestes examinaram as duas regiões, preenchendo seus mapas com estrelas e vastas nuvens de gás entrelaçadas com pistas escuras e empoeiradas.
Mas esses mapas, por mais bonitos e informativos que fossem, careciam de uma peça crucial do quebra-cabeça: a terceira dimensão, a distância. Sem saber as distâncias a essas nuvens moleculares formadoras de estrelas, os astrônomos não conseguiram desvendar sua verdadeira forma no espaço – até agora.
Em um novo estudo publicado em 2 de setembro no The Astrophysical Journal Letters, os astrônomos exploraram um mapa de poeira 3D recém-criado de nossa vizinhança solar. Usando-o, eles descobriram que as regiões de formação estelar de Touro e Perseus são partes separadas de uma concha maior de gás comprimido. De acordo com os pesquisadores, parece que uma série de explosões de supernovas empurrou material para dentro da casca, iniciando a formação de novas estrelas.
Fazendo um mapa 3D
Os cientistas têm estudado as projeções 2D de Touro e Perseu no céu por um século. Mas como eles fazem o salto para o 3D?
A poeira constitui apenas uma pequena porcentagem da massa de uma nuvem em formação de estrelas. No entanto, é um excelente traçador do gás molecular dominante do qual as estrelas nascem. É por isso que, no novo estudo, os astrônomos examinaram as regiões de formação estelar de Taurus e Perseus em mapas de poeira 3D publicados em 2020 pelo co-autor Reimar Leike e colaboradores do Instituto Max Planck de Astrofísica na Alemanha. Os mapas se estendem a uma distância de 1.300 anos-luz do Sol e mostram detalhes até características com pouco mais de 3 anos-luz de tamanho.
Para fazer esse mapa, a equipe de Leike coletou informações sobre cerca de 5 milhões de estrelas na vizinhança solar. Eles usaram as cores das estrelas, que podem ser afetadas pela poeira situada entre a Terra e as estrelas, para determinar quanta poeira existe em diferentes direções. Eles então combinaram essas informações com distâncias precisas até as estrelas, fornecidas pela revolucionária nave espacial Gaia da Agência Espacial Europeia.
?Antes do lançamento do observatório espacial de Gaia, normalmente sabíamos onde as regiões de formação de estrelas estão localizadas em uma galáxia com uma precisão de 20 a 30 por cento, o que é uma grande [margem de erro]?, diz Catherine Zucker, uma pós-doc bolsista do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian em Cambridge, Massachusetts, e coautor do novo estudo. ?Com Gaia, nossa precisão de distância aumentou por um fator de cinco.?
Agora, Zucker e seus colaboradores finalmente conseguiram olhar para as verdadeiras formas das nuvens – e eles tiveram uma surpresa.
Supernovas e nascimento de estrelas
Em projeções 2D, Taurus e Perseus aparecem conectados por uma ponte lisa de material. No entanto, o mapa 3D revelou que eles são, na verdade, nuvens fisicamente separadas. Além disso, ambos parecem ser partes de uma concha quase esférica com um raio de cerca de 245 anos-luz.
Além disso, a inspeção da equipe de várias imagens da região tiradas em diferentes comprimentos de onda revelou que as nuvens representam o rescaldo de várias supernovas que explodiram na parte central da concha nos últimos 6 milhões a 22 milhões de anos. As explosões se espalharam para fora, comprimindo gás e poeira e criando as condições necessárias para formar novas estrelas.
Na verdade, os astrônomos sabem que as explosões de supernovas são um dos principais reguladores da formação de estrelas na Via Láctea. ?Eles desencadeiam a formação de estrelas localmente em lugares específicos, enquanto globalmente ajudam a suprimir a formação de estrelas?, diz Munan Gong, um pesquisador de pós-doutorado no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre na Alemanha, que não esteve envolvido no estudo. O complexo Perseus-Taurus agora oferece a primeira visão observacional em 3D dos resultados desse processo complexo.
Gong, que simula a formação de estrelas nessas nuvens, espera colocar as mãos nos mapas 3D e compará-los com suas simulações. Até agora, diz ela, os astrônomos só observaram como as supernovas afetam as propriedades médias de formação de estrelas, como a taxa de formação de estrelas ou a densidade do material em tais nuvens. ?Mas o mapa de poeira 3D realmente nos permite observar a estrutura?, diz ela.
Descobrindo uma razão de ser
Esta análise das nuvens moleculares de Touro e Perseus é apenas a primeira olhada nos novos mapas 3D. Em um artigo complementar publicado no The Astrophysical Journal, Zucker e colaboradores também analisaram as propriedades 3D gerais de 12 regiões formadoras de estrelas no total. Uma análise completa e contínua mostrará se conchas como as formadas por Touro e Perseu existem em outros lugares.
Os mapas continuarão a ficar melhores conforme a precisão das medições de distância de Gaia também melhorar. Mas o mapeamento é apenas o primeiro passo. ?A próxima fronteira, além de ter apenas três dimensões espaciais, também é ter três dimensões de movimento?, diz Zucker.
Gaia, auxiliada por telescópios na Terra, também mostra como as estrelas se movem pela galáxia. Os astrônomos podem tirar essa foto atual e, sabendo como a gravidade na Via Láctea afeta suas estrelas, rastrear onde esses objetos estiveram 10 milhões de anos no passado ou onde estarão 10 milhões de anos no futuro. Com essas informações, os astrônomos podem começar a construir uma história detalhada da formação de estrelas no universo local.
E isso dará aos pesquisadores o insight que eles gostariam desesperadamente de como essas nuvens, que moldam as galáxias ao seu redor, surgem em primeiro lugar. Como co-autor do estudo de Robert Benjamin, da University of Wisconsin (Whitewater), tuitou: ?Estou começando a me perguntar se toda nuvem molecular precisa ter uma Razão de Ser; isto é, eles não se formam apenas aleatoriamente. ?
Publicado em 18/10/2021 21h58
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