Alinhamento de jatos bipolares confirma teorias de formação estelar Algumas das maiores e mais interessantes descobertas astronômicas foram uma surpresa para os pesquisadores, mesmo quando examinavam as áreas mais bem estudadas do céu.
Freqüentemente, são as novas tecnologias ou o acaso que resultam nessas descobertas.
Num novo estudo da Nebulosa da Serpente com o Telescópio Espacial James Webb da NASA, são ambos.
Numa região da nebulosa, o James Webb transformou o que anteriormente pareciam manchas borradas em fluxos protoestelares nítidos.
E para grande surpresa dos investigadores, esses fluxos parecem estar alinhados, sugerindo que apanhámos esta região num momento único da sua história e fornecendo informações sobre os fundamentos de como as estrelas nascem.
Detecção inédita feita na impressionante nova imagem do Telescópio Espacial James Webb
Pela primeira vez, um fenômeno que os astrônomos há muito esperavam obter imagens diretas foi capturado pela câmera infravermelha próxima (NIRCam) do Telescópio Espacial James Webb da NASA.
Nesta impressionante imagem da Nebulosa da Serpente, a descoberta situa-se na zona norte (vista no canto superior esquerdo) desta jovem região de formação estelar próxima.
Os astrônomos descobriram um grupo intrigante de fluxos protoestelares, formados quando jatos de gás expelidos de estrelas recém-nascidas colidem com gás e poeira próximos a altas velocidades.
Normalmente, esses objetos têm orientações variadas dentro de uma região.
Aqui, porém, eles estão inclinados na mesma direção, no mesmo grau, como granizo caindo durante uma tempestade.
A descoberta destes objetos alinhados, possível devido à excelente resolução espacial e sensibilidade do James Webb em comprimentos de onda do infravermelho próximo, fornece informações sobre os fundamentos de como as estrelas nascem.
“Os astrônomos há muito que assumem que, à medida que as nuvens colapsam para formar estrelas, as estrelas tenderão girando na mesma direção”, disse o investigador principal Klaus Pontoppidan, do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA em Pasadena, Califórnia.
“No entanto, isso não foi visto tão diretamente antes.
Estas estruturas alongadas e alinhadas são um registro histórico da forma fundamental como as estrelas nascem.”
A Mecânica da Formação Estelar
Então, como o alinhamento dos jatos estelares se relaciona com a rotação da estrela? À medida que uma nuvem de gás interestelar colide consigo mesma para formar uma estrela, ela gira mais rapidamente.
A única maneira de o gás continuar se movendo para dentro é remover parte do spin (conhecido como momento angular).
Um disco de material se forma ao redor da estrela jovem para transportar material para baixo, como um redemoinho em torno de um ralo.
Os campos magnéticos rodopiantes no disco interno lançam parte do material em jatos gêmeos que disparam para fora em direções opostas, perpendiculares ao disco de material.
Na imagem do James Webb, esses jatos são representados por listras brilhantes e irregulares que aparecem em vermelho, que são ondas de choque do jato que atinge o gás e a poeira circundantes.
Aqui, a cor vermelha representa a presença de hidrogênio molecular e monóxido de carbono.
Técnicas de imagem aprimoradas
“Esta área da Nebulosa da Serpente – Serpens North – só fica clara com o James Webb”, disse o autor principal Joel Green, do Space Telescope Science Institute em Baltimore.
“Agora somos capazes de capturar essas estrelas extremamente jovens e seus fluxos, alguns dos quais anteriormente apareciam apenas como bolhas ou eram completamente invisíveis em comprimentos de onda ópticos por causa da poeira espessa que os rodeava.” Os astrônomos dizem que existem algumas forças que podem potencialmente mudar a direção dos fluxos durante este período da vida de uma estrela jovem.
Uma forma é quando as estrelas binárias giram em torno umas das outras e oscilam na orientação, distorcendo a direção dos fluxos ao longo do tempo.
Estrelas da Nebulosa de Serpente
A Nebulosa da Serpente, localizada a 1.300 anos-luz da Terra, tem apenas um ou dois milhões de anos, o que é muito jovem em termos cósmicos.
É também o lar de um aglomerado particularmente denso de estrelas recém-formadas (com aproximadamente 100.000 anos de idade), visto no centro desta imagem.
Algumas dessas estrelas acabarão por crescer até a massa do nosso Sol.
“O James Webb é uma jovem máquina de localização de objetos estelares”, disse Green.
“Neste campo, recolhemos sinais de cada estrela jovem, até às estrelas de massa mais baixa.” “O que estamos vendo agora é um quadro muito completo”, acrescentou Pontoppidan.
Assim, em toda a região nesta imagem, filamentos e tufos de diferentes tonalidades representam a luz estelar refletida de protoestrelas ainda em formação dentro da nuvem.
Em algumas áreas há poeira na frente desse reflexo, que aqui aparece com uma tonalidade alaranjada e difusa.
Esta região tem sido o lar de outras descobertas coincidentes, incluindo a oscilante “Sombra do Morcego”, que ganhou esse nome quando dados de 2020 do Telescópio Espacial Hubble da NASA revelaram que o disco de formação de planetas de uma estrela se agitava ou se deslocava.
Este recurso é visível no centro da imagem do James Webb.
Caminho para pesquisas futuras
A nova imagem e a descoberta fortuita dos objetos alinhados são, na verdade, apenas o primeiro passo neste programa científico.
A equipe agora usará o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do James Webb para investigar a composição química da nuvem.
Os astrônomos estão interessados em determinar como os produtos químicos voláteis sobrevivem à formação de estrelas e planetas.
Voláteis são compostos que sublimam, ou fazem a transição de um sólido diretamente para um gás, a uma temperatura relativamente baixa – incluindo água e monóxido de carbono.
Eles então compararão suas descobertas com quantidades encontradas em discos protoplanetários de estrelas de tipo semelhante.
“Na forma mais básica, somos todos feitos de matéria proveniente desses voláteis.
A maior parte da água aqui na Terra originou-se quando o Sol era uma protoestrela infantil, há bilhões de anos”, disse Pontoppidan.
“Observar a abundância destes compostos críticos em protoestrelas pouco antes dos seus discos protoplanetários se formarem poderia ajudar-nos a compreender quão únicas eram as circunstâncias quando o nosso próprio sistema solar se formou.” Estas observações foram feitas como parte do programa General Observer 1611.
Os resultados iniciais da equipe foram aceitos para publicação no Astrophysical Journal.
Publicado em 26/06/2024 18h31
Artigo original:
Estudo original:
- Surprising Cosmic Alignment Unveiled: Webb Telescope Reveals Stunning Stellar Jets in Serpens Nebula