Formação planetária é desfavorável no centro de aglomerados estelares

O telescópio espacial Hubble foi usado para conduzir um estudo de três anos do aglomerado de estrelas, massivo e jovem, Westerlund 2.

© Hubble (Westerlund 2)

A pesquisa descobriu que o material que envolve as estrelas próximas ao centro do aglomerado é misteriosamente desprovido de nuvens densas e grandes de poeira que se esperaria que se tornasse planetas em alguns milhões de anos. Sua ausência é causada pelas estrelas mais massivas e brilhantes do aglomerado que corroem e dispersam os discos de gás e poeira das estrelas vizinhas. É a primeira vez que os astrônomos analisam um aglomerado de estrelas extremamente denso para estudar quais ambientes são favoráveis ​​à formação de planetas.

Este estudo, que decorreu de 2016 a 2019, analisou as propriedades das estrelas durante suas fases evolutivas iniciais e rastreando a evolução de seus ambientes circunstanciais. Tais estudos haviam sido confinados anteriormente às regiões mais próximas, de baixa densidade, formadoras de estrelas. Os astrônomos agora usam o telescópio espacial Hubble para estender esta pesquisa, pela primeira vez, ao centro de um dos poucos aglomerados massivos jovens na Via Láctea, Westerlund 2.

Foi descoberto agora que os planetas têm dificuldade em se formar nesta região central do aglomerado. As observações também revelam que estrelas na periferia do aglomerado possuem imensas nuvens de poeira formadoras de planetas incorporadas em seus discos. Para explicar por que algumas estrelas em Westerlund 2 têm dificuldade em formar planetas, enquanto outras não, os pesquisadores sugerem que isso se deve principalmente à localização. As estrelas mais massivas e brilhantes do aglomerado se reúnem no núcleo.

O Westerlund 2 contém pelo menos 37 estrelas extremamente massivas, algumas pesando até 100 massas solares. Sua radiação ultravioleta intensa e ventos estelares semelhantes a furacões agem como maçaricos e desgastam os discos em torno das estrelas vizinhas, dispersando as gigantescas nuvens de poeira.

O Westerlund 2 é um laboratório único para estudar processos evolutivos estelares, porque é relativamente próximo, é bastante jovem e contém uma rica população estelar. O aglomerado reside em um local de criação estelar conhecido como Gum 29, localizado a cerca de 14.000 anos-luz de distância na constelação de Carina. O viveiro estelar é difícil de observar porque está rodeado de poeira, mas a Wide Field Camera 3 do Hubble pode espiar através do véu empoeirado sob luz infravermelha, fornecendo uma visão clara do aglomerado. A visão nítida de Hubble foi usada para resolver e estudar a densa concentração de estrelas no aglomerado central.

Foi descoberto que das quase 5.000 estrelas em Westerlund 2 com massas entre 0,1 e 5 vezes a massa do Sol, 1.500 delas mostram flutuações dramáticas em sua luminosidade, o que é comumente aceito como devido à presença de grandes estruturas empoeiradas e planetesimais. O material em órbita bloquearia temporariamente parte da luz das estrelas, causando flutuações no brilho. No entanto, o telescópio espacial Hubble detectou apenas a assinatura de partículas de poeira em torno de estrelas fora da região central. Não foi detectado estas quedas de brilho nas estrelas que residiam dentro de quatro anos-luz do centro.

Até agora, o ambiente estelar nas proximidades mais conhecido que contém estrelas massivas é a região de nascimentos na nebulosa de Órion. No entanto, Westerlund 2 é um alvo mais rico devido à sua maior população estelar.

Este aglomerado também será um excelente alvo para observações de acompanhamento com o próximo telescópio espacial James Webb, um observatório de infravermelho. Com este telescópio será possível estudar quais discos em torno das estrelas não estão acumulando material e quais ainda possuem material que pode se transformar em planetas. Possibilitará também o estudo da química dos discos em diferentes fases evolutivas e observará como eles mudam, auxiliando na determinação da função que o ambiente desempenha em sua evolução.

Uma conclusão importante deste trabalho é que a poderosa radiação ultravioleta de estrelas massivas altera os discos em torno das estrelas próximas. Este resultado também pode explicar por que os sistemas planetários são raros em antigos aglomerados globulares massivos.

Fonte: ESA