Aglomerados de poeira cósmica lançam sombras profundas no espaço e explicam a origem das massivas estrelas classe O

Este é um segmento do mapa em infravermelho da poeira e das estrelas que irradiam na 
Via Láctea. Mais de 800.000 quadros do telescópio espacial Spitzer da NASA formaram a imagem completa, que capturou mais de 50% de toda a nossa galáxia. Este segmento se estende através das constelações Aquila e Scutum. As faixas de verde representam as moléculas orgânicas, chamadas hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, que são iluminadas pela luz da formação de estrelas nas proximidades, enquanto a emissão térmica, ou calor, da poeira quente é processada em tons de vermelho. Regiões de formação estelar aparecem como redemoinhos de vermelho e amarelo, onde a poeira quente se sobrepõe com as moléculas orgânicas incandescentes. As manchas azuis espalhadas pela fotografia são as estrelas da Via Láctea. Este é uma composição em três cores que mostra as observações infravermelhas de dois dispositivos do Spitzer. O azul representa 3,6 mícron e luz verde mostra uma luz de 8 mícron, ambos capturados pela câmera infravermelha do Spitzer. O vermelho é a luz de 24 mícron detectadas pelo fotômetro multibanda do Spitzer. O mapa combina observações dos projetos GLIMPSE (Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire) e MIPSGAL. 

Astrônomos descobriram aglomerados cósmicos tão escuros, densos e poeirentos que lançam as sombras mais profundas já registadas. Paradoxalmente, as observações no espectro infravermelho destas regiões pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA iluminam o entendimento de como as estrelas mais massivas e brilhantes nascem. Estes aglomerados representam as áreas mais escuras de uma gigantesca nuvem cósmica de gás e poeira localizada a cerca de 16.000 anos-luz de distância. Os astrônomos aproveitaram a oportunidade fornecida pelas sombras provocadas por estes aglomerados para medir a estrutura e massa desta nuvem escura.

Os resultados sugerem que a nuvem de poeira provavelmente irá evoluir para um dos mais massivos berçários estelares na nossa Galáxia. Os aglomerados mais densos vão resultar nas maiores e mais poderosas estrelas conhecidas, classificadas como estrelas da classe O, cuja formação há muito intriga os cientistas. Estes behemoths estelares têm um grande impacto sobre o ambiente interestelar local e, ao mesmo tempo, são estes objetos que ajudam a criar os elementos pesados necessários para a vida, quando explodem como supernovas, depois de uma curta vida.



Tamanhos relativos das estrelas dentro da sequência principal, desde as menores, as anãs-vermelhas, classe M, passando pela classe G (nosso Sol), até as massivas estrelas da classe O.

Michael Butler, pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Zurique, Suíça, principal autor do estudo, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters, destacou:
O mapa de estrutura da nuvem e dos seus núcleos densos que fizemos neste estudo revela muitos dos pormenores sobre o processo de formação das estrelas gigantes e dos aglomerados estelares.

Este mapa cósmico ajudou a determinar a massa da nuvem, o equivalente a 70.000 sóis compactados em uma área relativamente pequena, com cerca de 50 anos-luz em diâmetro. O mapa foi fornecido pelas observações do Observatório Espacial Spitzer no infravermelho, uma vez que nesta faixa de radiação se enxergar através do gás e a poeira, algo que a luz visível não permite. O efeito é similar ao que dá a cor avermelhada ao pôr-do-Sol durante dias nublados. Com um comprimento de onda maior, a luz na faixa da cor vermelha chega mais facilmente aos nossos olhos através da neblina, que espalha e absorve a luz azul que possui um comprimento de onda menor. Neste caso, as regiões mais densas do material de formação estelar, dentro da nuvem, são tão espessas com poeira que dispersam e bloqueiam não apenas a luz visível, mas também grande parte da radiação infravermelha de fundo.

A observação no infravermelho permite que os cientistas investiguem as nuvens cósmicas imperscrutáveis e vislumbrem os estágios iniciais da formação estelar e dos aglomerados. Normalmente, o Spitzer é usado para estudar e medir a radiação infravermelha emitida por protoestrelas ainda enclausuradas em seus casulos empoeirados. Para este novo estudo, os astrônomos avaliaram a quantidade de radiação infravermelha de fundo obscurecida pela nuvem, usando estas sombras para inferir onde o material havia criado grupos dentro da nuvem. Estas bolhas de gás e poeira irão eventualmente colapsar gravitacionalmente para criar centenas de milhares de novas estrelas.

Os cientistas pensam que a maioria das estrelas do universo, incluindo o nosso Sol, se forme em grande número neste tipo de ambiente. Os aglomerados de estrelas de pequena massa são muito comuns e bem estudados. Mas os acúmulos de matéria que dão origem a estrelas maiores, como esta nuvem aqui estudada, são raríssimos e distantes, o que os torna mais difíceis de examinar. Jonathan Tan, professor associado de astronomia da Universidade da Flórida, Gainesville, EUA, coautor do estudo, afirmou:
Neste raro tipo de nuvem, o Spitzer forneceu-nos um quadro importante da formação de um enorme aglomerado estelar, capturado nos seus estágios embrionários.
Estas descobertas vão também ajudar a revelar como é que as estrelas de classe O se formam. As estrelas de classe O brilham com um tom azul-esbranquiçado, possuem pelo menos 16 vezes a massa do Sol e têm temperaturas na superfície da ordem dos 30.000 graus Celsius. Estas estrelas gigantes têm uma enorme influência sobre a sua vizinhança no cosmos. Os seus ventos estelares e intensa radiação sopram material que pode agrupar-se para criar outras estrelas e sistemas planetários. As estrelas de classe O têm curta duração e rapidamente explodem como supernovas, liberando enormes quantidades de energia, forjando os elementos pesados necessários para formar planetas rochosos e os organismos vivos.

Os cientistas gostariam de entender melhor como as estrelas da classe O conseguem acumular o material em escalas de dezenas a 100 vezes a massa do nosso Sol sem se dissipar ou se quebrar em outros objetos menores.
Jonathan Tan, concluiu:
Ainda não temos uma teoria estabelecida ou explicação de como estas estrelas massivas se formam. Assim, realizar medidas detalhadas de nuvens onde as estrelas gigantes nascem, como estas que registramos neste estudo, são importantes para guiar novos entendimentos teóricos.