A formação de estrelas é sem dúvida o processo mais importante do universo. Ao longo de suas vidas, e depois com suas mortes, as estrelas produzem todos os elementos químicos, exceto hidrogênio e hélio (produzidos no big bang). Em sua juventude, as estrelas alimentam o nascimento de planetas e corpos menores, e seu desaparecimento resulta em supernovas, corpos superdensos como buracos negros, estrelas de nêutrons ou anãs brancas e nebulosas.
As estrelas irradiam sua energia copiosa para o cosmos em comprimentos de onda em todo o espectro, aquecendo as superfícies dos planetas, facilitando a química interestelar e iluminando galáxias em todas as épocas cósmicas. A formação de estrelas, determinando as localizações, abundâncias e massas relativas das estrelas, regula a paleta do céu e seu arco-íris de atributos.
As estrelas no universo se formam, pelo menos em nossa época atual, quando nuvens massivas com gás molecular colapsam por gravidade. Mas na Via Láctea esse processo é muito ineficiente; apenas cerca de 1% do material disponível acaba em uma estrela. Os astrônomos pensam que uma razão é que os núcleos formadores de estrelas são inibidos de se desenvolver pela pressão externa de movimentos turbulentos de gás supersônico (ou seja, gás se movendo mais rápido que a velocidade do som) e de fluxos de supernovas, ventos ou jatos produzidos por uma geração anterior. de estrelas. Pelo menos esta é a imagem para estrelas de baixa massa.
Observações de estrelas massivas jovens, no entanto, às vezes sugerem a conclusão oposta, que as estrelas de alta massa se formam precisamente onde a turbulência do gás inibe o desenvolvimento de estrelas de baixa massa até que se acumule massa suficiente para que as estrelas massivas nasçam. Os muitos processos físicos complexos e entrelaçados envolvidos deixam muitos quebra-cabeças, incluindo por que as estrelas se formam com baixa eficiência, por que elas têm as massas específicas que têm, por que e como se formam em aglomerados e por que algumas estão em vários sistemas enquanto outras não. .
As simulações de computador podem fornecer insights fundamentais sobre essas questões. Os astrônomos trabalham há décadas refinando seus códigos e comparando-os com observações. A tarefa é assustadora: não apenas existem muitos processos físicos diferentes em funcionamento, eles afetam uns aos outros, enquanto etapas críticas ocorrem em escalas espaciais de centenas de anos-luz até a vizinhança imediata da estrela embrionária, e escalas de tempo de milhões de anos a dias. Uma simulação realista da formação estelar deve de alguma forma explicar com precisão tudo isso.
A astrônoma do CfA Anna Rosen e seus colegas desenvolveram a primeira simulação de nuvem molecular gigante que segue a formação de estrelas individuais e seu feedback de jatos, radiação, ventos e supernovas. Ele se baseia em seus códigos anteriores que incluíam gravidade, campos magnéticos e turbulência, mas que davam eficiências de formação de estrelas irreais e produziam um excesso de estrelas massivas.
A nova simulação numérica traça a formação de estrelas em uma nuvem por cerca de 8 milhões de anos, usando cerca de 160 milhões de passos, alguns separados por tempos de apenas um dia. Ele evita os defeitos dos códigos anteriores, mas mantém a consistência geral com seus resultados mais precisos. Também chega a conclusões significativas, entre elas que os jatos protoestelares são uma fonte dominante de feedback que inibe o nascimento estelar – o feedback das supernovas ocorre muito tarde no ciclo de nascimento para interromper seriamente o desenvolvimento de outras estrelas no berçário.
Publicado em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, esta conquista histórica é a primeira simulação numérica de qualquer tipo para modelar a formação de um aglomerado estelar enquanto rastreia a formação, acreção, movimento, evolução e feedback de estrelas e protoestrelas individuais, com feedback de todos os principais canais: jatos protoestelares, ventos estelares, radiação estelar e supernovas de colapso de núcleo.
Publicado em 18/06/2022 09h46
Artigo original:
Estudo original: