Nascimento de estrelas: aglomerados gigantescos de estrelas criam novas estrelas “adotando” gases cósmicos livres

Foto do massivo aglomerado globular NGC 1783 na Grande Nuvem de Magalhães, tirada pelo telescópio espacial Hubble. Este denso agrupamento de estrelas fica a cerca de 160.000 anos luz da Terra e tem uma massa equivalente da 170.000 vezes a de nosso Sol. Um novo estudo aponta que esse aglomerado globular sugou o gás e a poeira intergaláticos para gerar três diferentes gerações de estrelas.

CRÉDITO: ESA/Hubble & NASA. Acknowledgement: Judy Schmidt (geckzilla.com)

Entre os mais surpreendentes objetos do universo, estão os brilhantes e densos grupos de estrelas conhecidos como aglomerados globulare. Os astrônomos sempre pensaram que os aglomerados globulares formaram seus milhões de estrelas em uma só fornada e que todos os aglomerados globulares tinham, mais ou menos, a mesma idade, tais como irmãos e irmãs gêmeos. Porém descobertas recentes de estrelas jovens dentro de velhos aglomerados globulares tiraram essa imagem do foco.

Em lugar de ter toda sua descendência estelar em uma única ninhada, os aglomerados globulares podem ter uma segunda e até uma terceira ninhada de estrelas irmãs. Um novo estudo, liderado pelos pesquisadores do Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics (KIAA) na Universidade de Beijing e que incluiu astrônomos dos Observatórios Nacionais da Academia Chinesa de Ciências (NAOC), da Universidade Northwestern e do Planetário Adler, pode explicar essas gerações sucessivas e intirgantes de estrelas.

Empregando observações feitas pelo Telescópio Espacial Hubble, a equipe de pesquisas encontrou, pela primeira vez, populações de estrelas jovens dentro de aglomerados globulares que, aparentemente, se desenvolveram graças ao gás de fora desses aglomerados. Este método contrasta com a ideia convencional de que as estrelas iniiciais dos aglomerados estelares espalham seu gás, na medida em que envelhecem, para formar novas ninhadas de estrelas.

O estudo será publicado hoje (27/01/2016) na Nature.

“O presente estudo fornece novas abordagens para o problema de múltiplas gerações de estrelas em aglomerados estelares”, afirma o autor principal Chengyuan Li, astrônomo de KIAA, NAOC e do Observatório Nacional da Montanha Violeta, afiliado à Academia Chinesa de Ciências. “Nosso estudo indica que o combustível gasoso para essas novas populações de estelas tem uma origem externa ao aglomerado, não interna”.

Dito de outra forma, os aglomerados globulares parecem ser capazes de “adotar” estrelas recém nascidas – ou, ao menos, o material do qual elas são formadas – em lugar de criarem mais descendentes “biológicos”, como o fazem as famílias humanas.

“Nossa explicação de que as populações estelares secundárias se originam de gás acretado a partir das vizinhanças do aglomerado, é a alternativa mais viável até agora”, diz Richard de Grijs, também astrônomo do KIAA e mentor de PhD de Chengyuan. “Aglomerados globulares passaram a ser muito mais complexos do que se pensava”.

Os aglomerados globulares são grupos de estrelas densamente compactadas. de formato esférico, que orbitam as periferias das galáxias. Nossa própria galáxia, a Via Láctea, hospeda várias centenas deles. Entretanto, a maioria desses aglomerados locai e massivos, são bastante velhos, de forma que a equipe virou sua atenção para aglomerados jovens e de meia idade, encontrados em duas galáxias anãs próximas: as Nuvens de Magalhães.

Mais especificamente, os pesquisadores se valeram das observações feitas pelo Hubble dos aglomerados globulares NGC 1783 e NGC 1696 na Grande Nuvem de Magalhães, em conjunto com o NGC 411 na Pequena Nuvem de Magalhães. Os cientistas rotineiramente inferem as idades das estrelas pela observação de suas cores e luminosidade. Dentro do NGC 1783, por exemplo, Li, de Grijs e seus colegas identificaram uma população inicial de estrelas com 1,4 bilhões de anos de idade, junto com duas populações mais jovens que se formaram a 890 milhões e 450 milhões de anos respectivamente.

Qual é a explicação mais direta para essas idades icongruentes das estrelas? Alguns aglomerados globulares podem reter gás e poeira suficientes para dar à luz várias gerações de estrelas, mas isto parece pouco provável, afirma o co-autor do estudo Licai Deng do NAOC e segundo mentor de PhD de Chengyuan.

“As estrelas mais massivas que se formam em um aglomerado globular, só vivem por cerca de 10 milhões de anos, antes de explodirem em spernovas, que ejetam o combustível de gás e poeira necessário para gerar novas estrelas”, explica Deng.

A equipe de pesquisadores propõe que os aglomerados globulares são capazes de sugar o gás e poeira que encontram na medida em que se movem em torno de suas galáxias mães. A teoria de que estrelas recém nascidas surgem nos aglomerados na medida em que eles “adotam” gases interestelares, na verdade surgiu em um artigo publicado em 1952. Mais de meio século depois, essa ideia, tida então como especulativa ganou indícios claros para apoiá-la.

“Finalmente demonstramos que essa ideia de aglomerados globulares formarem novas estrelas pela acreção de gás pode funcionar”, afirma de Grijs, “e não soemnte para os três aglomerados que observamos para o presente estudo, mas para um monte deles”. Estudos futuros terão como alvo estender as descobertas para a outra Nuvem de Magalhães, assim como outros aglomerados globulares da Via Láctea.

Outros membros da esquipe de pesquisa incluem Yu Xin e Yi Hu do NAOC, Aaron M. Geller da Universidade Northwestern e do Planetário Adler, e Claude-André Faucher-Giguère da Universidade Northwestern.