Astrônomos usando o Hubble desvendam pistas sobre o nascimento estelar na galáxia de Andrômeda com ajuda dos cidadãos cientistas

http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/p1518aw.jpg

Esse mosaico combina 414 fotografias da M31 (Galáxia de Andrômeda), obtidas pelo Hubble. Na seção inferior esquerda está a ampliação do campo dentro do quadrado do topo, que revela uma pletora de estrelas e inúmeros aglomerados abertos como nós azuis e brilhantes. Essa ampliação cobre uma área com 4.400 anos-luz. À direita estão identificados seis aglomerados azuis e brilhantes extraídos do campo largo. Cada quadrado de cada aglomerado mede aproximadamente 150 anos-luz. Créditos: NASA/ESA, J. Dalcanton, B. F. Williams, L. C. Johnson (Universidade de Washington), time do PHAT e Robert. Gendler

Em uma pesquisa nos arquivos do Telescópio Espacial Hubble da NASA, analisando 2.753 aglomerados estelares jovens e azuis na vizinha Galáxia de Andrômeda (M31), os astrônomos descobriram que tanto Andrômeda quanto a nossa Galáxia Via Láctea têm uma taxa similar de estrelas recém-nascidas com base nas suas massas.

Ao determinar o percentual das estrelas que têm uma massa particular dentro de um aglomerado (Função de Massa Inicial – FMI), os cientistas podem interpretar melhor a luz de galáxias distantes e compreender a história da formação de estrelas no nosso Universo.

A pesquisa intensiva, baseada em 414 fotografias do mosaico da galáxia de Andrômeda, foi uma colaboração única entre os astrônomos e os “cidadãos cientistas”, voluntários que prestaram uma ajuda inestimável na análise da enorme quantidade de dados do Hubble.

Daniel Weisz, membro da Universidade de Washington em Seattle, EUA, o autor principal do artigo publicado em 20 de junho de 2015 no The Astrophysical Journal, afirmou:

Tendo em vista o grande volume de imagens do Hubble, nosso estudo da FMI não teria sido possível sem a ajuda dos ”cidadãos cientistas”.

A medição da FMI foi o principal objetivo do ambicioso levantamento panorâmico da nossa galáxia vizinha pelo Hubble, chamado programa PHAT (Panchromatic Hubble Andromeda Treasury). Quase 8.000 imagens de 117 milhões de estrelas no disco galáctico de Andrômeda foram obtidas nos comprimentos de onda do ultravioleta próximo, visível e infravermelho próximo.

Estrelas nascem quando uma nuvem gigante de hidrogênio molecular, juntamente com poeira cósmica e traços de outros elementos entra em colapso. A nuvem fragmenta-se em vários nódulos menores de material e cada um precipita gerando centenas de estrelas. As estrelas não são objetos iguais: suas massas podem variar entre 1/12 até 200 vezes a massa do nosso Sol.

Antes da marcante pesquisa do disco estelar da M31 pelo Hubble, os astrônomos só tinham medições da FMI para a vizinhança estelar local dentro da nossa Via Láctea. Mas a observação acurada da M31 pelo Hubble permitiu com que os cientistas comparassem a Função de Massa Inicial em uma amostra muito maior de aglomerados estelares e que se situam praticamente à mesma distância da Terra, 2,5 milhões de anos-luz. A pesquisa é diversificada, porque os aglomerados estão espalhados por toda a galáxia, variam em massa por fatores de 10 e tem idades entre 4 a 24 milhões de anos.

Para surpresa dos pesquisadores, a FMI é bem semelhante para todos os aglomerados estudados. A Natureza aparentemente “cozinha” as estrelas como “lotes de biscoitos”, com uma distribuição consistente desde as supergigantes azuis até as anãs vermelhas. Weisz ressaltou:

É difícil imaginarmos que a FMI seja tão uniforme em nossa galáxia vizinha, dada a física complexa da formação estelar.

Curiosamente, as estrelas mais brilhantes e massivas nesses aglomerados são 25% menos abundantes do que o previsto através de levantamentos prévios. Os astrônomos usam a luz destas estrelas brilhantes para medir a massa de aglomerados estelares e galáxias distantes e também para avaliar a rapidez com que os aglomerados formam estrelas. Este resultado sugere que as estimativas de massa, usando trabalhos anteriores, eram demasiadamente baixas porque assumiam que haviam bem poucas estrelas tênues e de baixa massa a se formarem juntamente com as estrelas mais massivas e brilhantes.

Esta evidência também implica que o Universo Primordial não tinha tantos elementos pesados para formar planetas, porque havia menos supernovas (a partir de estrelas massivas) fabricando elementos pesados para a construção planetária. Os cientistas julgam que é crítico sabermos a taxa de formação estelar no Universo primitivo, em torno de 10 bilhões de anos atrás, porque foi nessa época que foram formadas a maioria das estrelas do Universo.

O catálogo de aglomerados estelares PHAT, a fundação desse estudo, foi reunido com a ajuda de 30.000 voluntários que vasculharam milhares de imagens capturadas pelo Hubble na caça por aglomerados estelares.

O Projeto Andrômeda é um dos muitos esforços de “ciência cidadã” da organização Zooniverse. Ao longo de 25 dias, os voluntários apresentaram 1,82 milhões de classificações individuais com base na concentração de estrelas, suas formas e quanto se destacavam do fundo. Tal representa cerca de 24 meses de atenção humana constante. Os cientistas usaram estas classificações para identificar uma amostra de 2.753 aglomerados estelares, aumentando o número de aglomerados conhecidos por um fator de seis na região do estudo PHAT. Weisz concluiu:

Os esforços dos “cidadãos cientistas” abre a porta para uma variedade de novas e interessantes investigações científicas, incluindo esta nova aferição da FMI.