Embora a nossa Galáxia seja imensa com pelo menos 200 bilhões de estrelas, os detalhes de como se formaram permanecem envoltos em mistério.
O material vermelho na imagem é hidrogênio gasoso ionizado e aquecido pela radiação ultravioleta de estrelas massivas em Órion. As estrelas formam-se em nuvens de hidrogênio gasoso frio que são invisíveis ou aparecem como regiões escuras nesta imagem. A forma crescente é conhecida como Loop de Barnard e envolve parcialmente a figura da constelação de Órion, o Caçador. O cinturão do Caçador é a cadeia diagonal de três estrelas no centro da imagem. São vistas as estrelas brilhantes Saiph (acima à esquerda) e Rigel (em baixo à esquerda). Esta paisagem abrange dezenas de milhares de estrelas que se formaram e ganharam vida. Muitas ainda estão envoltas nos seus casulos natais de gás e poeira e só são vistas no infravermelho. A linha ondulante de pontos amarelos, que começa acima à esquerda, é uma imagem sobreposta de 304 protoestrelas obtida pelo telescópio espacial Hubble da NASA.
Sabe-se que as estrelas se formam a partir do colapso de enormes nuvens de hidrogênio que são comprimidas pela gravidade até ao ponto de ignição da fusão nuclear. Mas apenas mais ou menos 30% da massa inicial da nuvem termina como uma estrela recém-nascida.
Para onde vai o resto do hidrogênio durante um processo tão ineficiente? Supõe-se que uma estrela recém-formada libere uma grande quantidade de gás quente por meio de jatos e ventos semelhantes a furacões lançados do disco circundante por poderosos campos magnéticos. Estes fogos de artifício devem impedir o crescimento da estrela central.
Mas um novo e abrangente levantamento do Hubble mostra que esta explicação mais comum não parece funcionar, confundindo os astrônomos. Os pesquisadores usaram dados previamente recolhidos pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA e pelo telescópio espacial Herschel da ESA (o Spitzer e o Herschel já não estão operacionais).
Neste que é até à data o maior levantamento de estrelas nascentes, os cientistas estão descobrindo que a eliminação do gás pelo escoamento de uma estrela pode não ser tão importante na determinação da sua massa final como sugerem as teorias convencionais. O objetivo dos pesquisadores era determinar se os fluxos estelares interrompiam a queda de gás numa estrela e impediam o seu crescimento.
Em vez disso, descobriram que as cavidades na nuvem de gás circundante, esculpidas pelo fluxo de uma estrela em formação, não cresciam regularmente à medida que amadureciam, como propõem as teorias. "Num modelo de formação estelar, se começarmos com uma pequena cavidade, à medida que a protoestrela rapidamente se torna mais evoluída, o seu fluxo cria uma cavidade cada vez maior até que o gás circundante é eventualmente expelido, deixando uma estrela isolada," explicou Nola Habel da Universidade de Toledo. "As nossas observações indicam que não há um crescimento progressivo que podemos encontrar, de modo que as cavidades não estão crescendo até que empurrem toda a massa da nuvem. Portanto, deve haver algum outro processo acontecendo que elimina o gás que não acaba na estrela."
Durante o estágio relativamente breve de nascimento de uma estrela, que dura apenas mais ou menos 500.000 anos, a estrela rapidamente aumenta de massa. Conforme a estrela cresce, ela lança um vento, bem como um par de jatos giratórios parecidos a aspersores que disparam em direções opostas. Estes fluxos começam a corroer a nuvem circundante, criando cavidades no gás.
As teorias populares preveem que, à medida que a jovem estrela evolui e o fluxo continua, as cavidades ficam mais largas até que toda a nuvem de gás em torno da estrela é completamente afastada. Com combustível exaurido, a estrela para de acumular massa, ou seja, para de crescer.
Para procurar o crescimento da cavidade, os pesquisadores primeiro classificaram as protoestrelas por idade, analisando os dados do Herschel e Spitzer da emissão de luz de cada estrela. Embora as próprias estrelas estejam envoltas em poeira, elas emitem radiação poderosa que atinge as paredes da cavidade e espalha grãos de poeira iluminando as lacunas nos invólucros gasosos no infravermelho.
As imagens do Hubble revelam os detalhes das cavidades produzidas pelas protoestrelas em vários estágios de evolução. Os astrônomos usaram as imagens para medir as formas das estruturas e estimar os volumes de gás liberados para formar as cavidades. A partir desta análise, puderam estimar a quantidade de massa que foi eliminada pelas explosões estelares.
"Descobrimos que no final da fase protoestelar, onde a maior parte do gás caiu da nuvem circundante para a estrela, várias estrelas jovens ainda têm cavidades bastante estreitas," disse Tom Megeath da Universidade de Toledo. "Então, esta imagem que ainda é comum sobre o que determina a massa de uma estrela e o que impede a queda do gás é que esta cavidade crescente do fluxo recolhe todo o gás. Isto tem sido fundamental para a nossa ideia de como a formação estelar continua, mas simplesmente não parece encaixar aqui nos dados."
O futuro telescópio espacial James Webb da NASA irá investigar mais profundamente o processo de formação das protoestrelas. As observações espectroscópicas vão examinar as regiões internas dos discos que rodeiam as protoestrelas no infravermelho, procurando jatos nas fontes mais jovens, e também ajudará a medir o ritmo de acreção de material do disco para estrela e estudará como o disco interno está interagindo com o fluxo.
Os resultados serão publicados no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: ESA
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