A natureza gosta de espirais — desde o redemoinho de um furacão, até discos protoplanetários em forma de roda em volta de estrelas recém-nascidas, até os vastos reinos de galáxias espiraladas em todo o nosso universo.
O enorme aglomerado estelar NGC 346, localizado na Pequena Nuvem de Magalhães, há muito intriga os astrônomos com sua forma incomum. Agora, pesquisadores usando dois métodos separados determinaram que essa forma é em parte devido a estrelas e gás espiralando no centro deste aglomerado em um movimento semelhante ao rio. A espiral vermelha sobreposta ao NGC 346 traça o movimento das estrelas e do gás em direção ao centro. Os cientistas dizem que esse movimento em espiral é a maneira mais eficiente de alimentar a formação de estrelas do lado de fora em direção ao centro do aglomerado. Crédito: NASA, ESA, Andi James (STScI)
Agora os astrônomos estão descontentes em encontrar estrelas jovens que estão em espiral no centro de um enorme aglomerado de estrelas na Pequena Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea.
O braço externo da espiral neste enorme e estranhamente moldado berçário estelar chamado NGC 346 pode estar alimentando a formação de estrelas em um movimento de gás e estrelas semelhante ao rio. Esta é uma maneira eficiente de alimentar o nascimento de estrelas, dizem os pesquisadores.
A Pequena Nuvem de Magalhães tem uma composição química mais simples do que a Via Láctea, tornando-a semelhante às galáxias encontradas no universo mais jovem, quando elementos mais pesados eram mais escassos. Por causa disso, as estrelas da Pequena Nuvem de Magalhães queimam mais quente e assim correm para fora de seu combustível mais rápido do que em nossa Via Láctea.
Embora seja um proxy para o universo primitivo, a 200.000 anos-luz de distância a Pequena Nuvem de Magalhães também é um dos nossos vizinhos galácticos mais próximos.
Aprender como as estrelas se formam na Pequena Nuvem de Magalhães oferece uma nova reviravolta sobre como uma tempestade de fogo do nascimento das estrelas pode ter ocorrido no início da história do universo, quando estava passando por um "baby boom" cerca de 2 a 3 bilhões de anos após o Big Bang (o universo agora tem 13,8 bilhões de anos).
Os novos resultados constatam que o processo de formação de estrelas lá é semelhante ao da nossa via láctea.
Com apenas 150 anos-luz de diâmetro, o NGC 346 possui a massa de 50.000 Sóis. Sua forma intrigante e a rápida taxa de formação de estrelas tem intrigado os astrônomos. Foi preciso o poder combinado do Telescópio Espacial Hubble da NASA e do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul para desvendar o comportamento deste misterioso campo estelar.
"As estrelas são as máquinas que esculpem o universo. Não teríamos vida sem estrelas, e ainda assim não entendemos completamente como elas se formam", explicou a líder do estudo, Elena Sabbi, do Space Telescope Science Institute, em Baltimore. "Temos vários modelos que fazem previsões, e algumas dessas previsões são contraditórias. Queremos determinar o que está regulando o processo de formação de estrelas, porque essas são as leis que precisamos também entender o que vemos no universo primitivo."
Pesquisadores determinaram o movimento das estrelas no NGC 346 de duas maneiras diferentes. Usando o Hubble, Sabbi e sua equipe mediram as mudanças de posições das estrelas ao longo de 11 anos. As estrelas desta região estão se movendo a uma velocidade média de 2.000 milhas por hora, o que significa que em 11 anos eles se movem 200 milhões de milhas. Isso é cerca de 2 vezes a distância entre o Sol e a Terra.
Mas este aglomerado é relativamente distante, dentro de uma galáxia vizinha. Isso significa que a quantidade de movimento observado é muito pequena e, portanto, difícil de medir. Essas observações extraordinariamente precisas só foram possíveis devido à resolução requintada do Hubble e alta sensibilidade. Além disso, a história de três décadas de observações do Hubble fornece uma linha de base para os astrônomos seguirem movimentos celestiais minutos ao longo do tempo.
A segunda equipe, liderada por Peter Zeidler da AURA/STScI para a Agência Espacial Europeia, usou o instrumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) do VLT para medir a velocidade radial, que determina se um objeto está se aproximando ou recuando de um observador.
"O que foi realmente incrível é que usamos dois métodos completamente diferentes com instalações diferentes e basicamente chegamos à mesma conclusão, independente um do outro", disse Zeidler. "Com o Hubble, você pode ver as estrelas, mas com o MUSE também podemos ver o movimento do gás na terceira dimensão, e isso confirma a teoria de que tudo está espiralando para dentro."
Mas por que uma espiral?
"Uma espiral é realmente a boa e natural maneira de alimentar a formação de estrelas do lado de fora em direção ao centro do aglomerado", explicou Zeidler. "É a maneira mais eficiente que estrelas e gás alimentando mais formação estelar podem se mover em direção ao centro."
Metade dos dados do Hubble para este estudo do NGC 346 é arquivado. As primeiras observações foram feitas há 11 anos. Eles foram repetidos recentemente para traçar o movimento das estrelas ao longo do tempo. Dada a longevidade do telescópio, o arquivo de dados do Hubble agora contém mais de 32 anos de dados astronômicos alimentando estudos sem precedentes e de longo prazo.
"O arquivo hubble é realmente uma mina de ouro", disse Sabbi. "Há tantas regiões interessantes de formação de estrelas que o Hubble observou ao longo dos anos. Dado que o Hubble está se saindo tão bem, podemos repetir essas observações. Isso pode realmente avançar nossa compreensão da formação de estrelas."
As descobertas das equipes aparecem em 8 de setembro no The Astrophysical Journal.
Observações com o Telescópio Espacial James Webb da NASA devem ser capazes de resolver estrelas de baixa massa no aglomerado, dando uma visão mais holística da região. Ao longo da vida útil de Webb, os astrônomos serão capazes de repetir este experimento e medir o movimento das estrelas de baixa massa. Eles poderiam então comparar as estrelas de alta massa e as estrelas de baixa massa para finalmente aprender toda a extensão da dinâmica deste berçário.
Fonte: phys.org
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