«

»

abr 16

Como estimar a taxa de fertilidade de um berçário estelar?

http://www.mpg.de/8119789/recipe-star-formation

Berçários estelares: Jouni Kainulainen e colegas estudaram a Nebulosa do Cachimbo (à esquerda) e a nuvem Rho Ophiuchi (à direita) na Via Láctea. No pano de fundo, uma imagem famosa da Via Láctea, do Stephane Guisard, capturada no Chile. Cada seção mostra a extensão de luz onde as estrelas de fundo sofrem um diminuição em seu brilho à medida que passa pela nuvem em questão. Estes mapas formam a base da reconstrução tridimensional da estrutura da nuvem a partir da qual os astrônomos derivaram a sua “receita para a formação estelar”. Créditos: S. Guisard, ESO (Via Láctea, ao fundo) / J. Kainulainen, MPIA (mapas de densidade)

Astrônomos descobriram uma nova forma de calcular a velocidade da formação estelar em uma nuvem molecular (berçário estelar). Usando uma técnica para reconstruir a estrutura tridimensional de uma nuvem, os astrônomos conseguiram estimar quantas novas estrelas podem ser geradas pela nuvem. A “receita de formação estelar” recém-descoberta permite testes diretos das teorias atuais. Tal permitirá que telescópios como o ALMA (Atacama Large Millimetre/Submillimetre Array) estimem a atividade de formação estelar em nuvens moleculares mais distantes. Assim, os cientistas poderão criar um mapa da criação de estrelas dentro da nossa Galáxia.

Simulação computacional do nascimento de estrelas. Este modelo trata a formação de estrelas em uma nuvem de gás turbulenta. Estas e outras simulações foram usadas por Kainulainen e equipe para testar o seu método de reconstrução tridimensional da estrutura destas nuvens. As regiões onde as estrelas se formam estão marcadas pelos círculos, as cores mais brilhantes correspondem a estrelas mais massivas. Crédito: C. Federrath, Universidade de Monash

Simulação computacional do nascimento de estrelas. Este modelo trata a formação de estrelas em uma nuvem de gás turbulenta. Estas e outras simulações foram usadas por Kainulainen e equipe para testar o seu método de reconstrução tridimensional da estrutura destas nuvens. As regiões onde as estrelas se formam estão marcadas pelos círculos, as cores mais brilhantes correspondem a estrelas mais massivas. Crédito: C. Federrath, universidade de Monash

A formação das estrelas é um dos processos fundamentais do Universo. Os modos como as estrelas se formam e em que condições formatam as estruturas das galáxias. As estrelas são geradas no interior de nuvens gigantes de gás e poeira interestelar. À medida que uma região relativamente densa dentro de uma nuvem molecular colapsa sob a sua própria gravidade, a matéria se contrai até que a pressão e a temperatura no seu interior atingem níveis tão elevados que se inicia a nucleossíntese (fusão nuclear), assinalando o nascimento de uma estrela.

Como aferir a fertilidade nos berçários estelares?

Aferir a taxa de formação estelar tem sido um desafio para os cientistas, mesmo dentro da nossa Galáxia, a Via Láctea. Só para nuvens moleculares vizinhas do Sol, em distâncias de até 1.000 anos-luz, é que tais medições são razoavelmente acessíveis: os astrônomos simplesmente contam quantas estrelas jovens habitam a nuvem em questão. Para nuvens mais distantes, onde é impossível distinguir estrelas individuais, esta técnica é inaplicável e suas taxas de formação estelar permanecem incertas.

Agora, os astrônomos Jouni Kainulainen e Thomas Henning, Instituto Max Planck para Astronomia na Alemanha junto com Christoph Federrath, Universidade de Monash, Austrália, descobriram uma forma alternativa de determinar a taxa de formação das estrelas: uma “receita para a gênese estelar”. A técnica associa observações astronômicas diretas da estrutura de uma nuvem gigante de gás com a sua atividade de formação estelar.

Os Astrônomos chegaram aos novos resultados ao modelar de uma forma simplificada a estrutura tridimensional de nuvens individuais. Os dados utilizados foram obtidos de uma versão astronômica de uma “radiografia médica”: à medida que a luz de estrelas longínquas brilha através da nuvem molecular, os raios luminosos são esmaecidos pela poeira cósmica nebular. O escurecimento de dezenas de milhares de estrelas diferentes forma assim a base para uma reconstrução tridimensional. Esta modelagem indica a densidade de matéria para as várias regiões dentro da nuvem.

Para nuvens moleculares mais próximas, Kainulainen e sua equipe compararam a sua reconstrução contra as observações diretas de quantas novas estrelas tinham sido recentemente formadas nestas nuvens. Desta forma, foram capazes de identificar uma “densidade crítica” de 5.000 moléculas de hidrogênio por centímetro cúbico e mostraram que apenas aquelas regiões que excedem esta densidade crítica entram em colapso para formar estrelas.

Kainulainen afirmou:

Esta é a primeira vez que se tentou determinar uma densidade crítica para a formação de estrelas a partir de observações da estrutura de nuvens. As teorias da formação estelar há muito que previram a importância de uma tal densidade crítica. Mas a nossa técnica de reconstrução é a primeira a permitir aos Astrônomos deduzirem a estrutura densidade destas nuvens – e a confrontar as teorias de formação estelar com dados observacionais.

Christoph Federrath, que forneceu as simulações numéricas usadas para testar a nova técnica, acrescentou:

Com estes resultados e as ferramentas que desenvolvemos para testar teorias de formação estelar, podemos realmente esperar enfrentar uma das maiores questões não respondidas da astrofísica: se as estrelas se formam dentro de uma nuvem de determinada massa, quantas estrelas com que tipo de massa podemos esperar?

Thomas Henning, diretor do Instituto Max Planck para a Astronomia e coautor do estudo, explicou:

Existem muitas observações de nuvens moleculares e com o advento do ALMA, estarão disponíveis muitos dados mais precisos para nuvens mais distantes. Com a nossa técnica, somos capazes de dizer: mostre-nos os dados, e dizemos-lhe quantas estrelas a sua nuvem está a formar.

O ALMA é uma rede de 66 antenas de micro-ondas de alta precisão, espalhadas até 16 km de distância no deserto do Chile. O complexo ALMA é capaz de se comportar como um único telescópio de altíssima resolução. As operações do ALMA começaram há pouco tempo, e pode detectar nuvens de gás e poeira com uma sensibilidade sem precedentes, em um nível de detalhes inédito.

Kainulainen concluiu:

Demos aos Astrônomos uma nova ferramenta potente. A formação estelar é um dos processos fundamentais da astronomia. Nossos resultados permitem com que os Astrônomos determinem as taxas de formação estelar para mais nuvens que nunca, tanto dentro da nossa Galáxia como para outras galáxias distantes.

Fonte

Max Planck Gesellschaft: Recipe for star formation – Researchers develop a model to reconstruct spatial structure of molecule clouds

Artigo Científico

Unfolding the Laws of Star Formation: The Density Distribution of Molecular Clouds

._._.

 

2 menções

  1. Nosso Sol nasceu tardiamente, muito tempo depois do frenesi de nascimento estelar da Via Láctea » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] nosso Sol ‘chegou atrasado na festa’, formando-se há apenas 5 bilhões de anos. Naquele tempo, a taxa de formação estelar na nossa Galáxia já tinha mergulhado para valores […]

  2. Nosso Sol nasceu tardiamente, muito tempo depois do frenesim de nascimento estelar da Via Láctea

    […] nosso Sol ‘chegou atrasado na festa’, formando-se há apenas 5 bilhões de anos. Naquele tempo, a taxa de formação estelar na nossa Galáxia já tinha mergulhado para valores […]

Deixe uma resposta

Esse site utiliza o Akismet para reduzir spam. Aprenda como seus dados de comentários são processados.

error: Esse blog é protegido!