Estrela massiva muito jovem a 11.000 anos luz do Sol ajuda aos astrônomos a entender como se formam esses objetos extremos

Impressão artística do fluxo e do disco de acreção ao redor de estrela massiva. Crédito: A. Smith (Instituto de Astronomia, Cambridge)

Astrônomos descobriram uma estrela bem jovem e massiva, situada a quase 11.000 anos-luz de distância, que poderá nos ajudar a entender como é que as estrelas mais extremas do Universo se formam. Esta estrela recém-nascida, que já possui mais de 30 vezes a massa do nosso Sol, está ainda no processo de aquiescência de material inerente a sua nuvem molecular e provavelmente ficará ainda mais massiva quando finalmente atingir a maturidade.

Os pesquisadores, liderados por um time de cientistas da Universidade de Cambridge, identificaram uma etapa fundamental no nascimento de estrelas muito massivas e descobriram que estas estrelas se formam de maneira semelhante às estrelas muito menos massivas como o nosso Sol, ou seja, a partir de um disco em rotação de gás e poeira.

As jovens estrelas massivas pertencentes à nossa galáxia, aquelas cuja massa são oito vezes ou mais superiores à do Sol, são mais difíceis de estudar do que as estrelas menos massivas. Isto é decorrência de sua vida curta pois morrem jovens, o que as torna raras entre as 100 bilhões de estrelas que residem na Via Láctea. Além disso, em média, as estrelas massivas residem muito mais longe do nosso Sol, isto é, são raras em nossa vizinhança cósmica.

Dr. John Ilee, membro do Instituto de Astronomia de Cambridge, autor principal do estudo, explicou:

Uma estrela mediana como o nosso Sol é formada ao longo de alguns milhões de anos, enquanto que as estrelas massivas são formadas algumas ordens de magnitude mais rápido: cerca de 100.000 anos. Estas estrelas massivas também processam seu combustível velozmente, de modo que têm vidas mais curtas, o que as torna mais difíceis de serem descobertas em sua ‘infância’.

A protoestrela que Dr. John Ilee e colegas estudaram reside em uma nuvem escura infravermelha, uma região muito fria e densa do espaço, um local ideal para abrigar um berçário estelar. No entanto, esta rica região de formação estelar é difícil de se observar usando os telescópios convencionais óticos, pois as jovens estrelas estão envolvidas por nuvens espessas e opacas de gás e poeira. Entretanto, ao usar o SMA (Submillimeter Array) no Havaí e o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) em Novo México (EUA), equipamentos que utilizam comprimentos de onda relativamente longos para observar os céus, os cientistas foram capazes de “ver” através da nuvem e espiar o berçário estelar propriamente dito.

Ao medirem a quantidade de radiação emitida pela poeira fria perto da estrela e utilizando as impressões digitais únicas de várias moléculas diferentes no gás, os cientistas foram capazes de determinar a presença de um disco “Kepleriano”, ou seja, um disco que gira mais rapidamente no seu centro do que nas bordas.

Dr. John Ilee destacou:

Este tipo de rotação é também observado no Sistema Solar, uma vez que os planetas interiores giram em torno do Sol mais rapidamente do que os planetas exteriores. É emocionante encontrar um disco destes em redor de uma jovem estrela massiva, porque sugere que as estrelas massivas se formam de maneira similar às estrelas mais leves, como o nosso Sol.

As fases iniciais deste trabalho fizeram parte de um projeto de pesquisa de verão da Universidade de St. Andrews, financiado pela Sociedade Astronômica Real (RAS).

O estudante que executou o projeto, Pooneh Nazari, exclamou:

O meu projeto envolvia uma exploração inicial das observações e o desenvolvimento de um software que aferisse a massa da estrela central. Estou agradecido ao RAS por ter fornecido os fundos para o projeto de verão e encorajo aos colegas interessados em pesquisa acadêmica a fazer o mesmo!

A partir destas observações, o time determinou que a massa da protoestrela é superior a 30 massas solares. Além disso, também foi observado que o disco que envolve a jovem estrela é relativamente massivo, entre duas a três a massa do nosso Sol.

Dr. Duncan Forgan, membro também da Universidade de St. Andrews e o autor principal de outro artigo correlato, comentou:

Os nossos cálculos teóricos sugerem que o disco pode, de fato, estar escondendo ainda mais massa sob as camadas de gás e poeira. O disco pode até ser tão massivo que poderá colapsar sob a sua própria gravidade, formando uma série de protoestrelas companheiras menos massivas.

O próximo passo dos cientistas será observar esse berçário estelar com a rede de radiotelescópios do ALMA (Atacama Large Millimetre Array), localizado no Chile. Este poderoso instrumento permitirá com que quaisquer potenciais companheiras sejam observadas, e com que os cientistas aprendam mais sobre este jovem e intrigante peso pesado na nossa Galáxia.

Fonte

Universidade de Cambridge: Astronomers identify a young heavyweight star in the Milky Way

Artigos Científicos associados ao tema

• D. Ilee et al. ‘G11.92-0361 MM1: “A Keplerian disc around a massive young proto O-star” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2016): DOI: 10.1093/mnras/stw1912
• H. Forgan et al. “Self-gravitating disc candidates around massive young stars” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2016): DOI: 10.1093/mnras/stw1917

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