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ALMA Descobre Proto-Aglomerado Estelar Gigante – Um Ovo de Dinossauro Cósmico Prestes a Eclodir

Space Today
17 maio 2015

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Os aglomerados globulares – impressionantes aglomerações com mais de um milhão de estrelas – estão entre os objetos mais antigos do universo. Embora existam vários deles, localizados nas galáxias, e ao redor delas, exemplos recém nascidos são bem raros de serem encontrados e as condições necessárias para cria-los nunca haviam sido detectadas até o momento.

Os astrônomos, usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o ALMA, descobriram o que pode ser o primeiro exemplar conhecido de um aglomerado globular prestes a nascer: uma nuvem de gás molecular extremamente densa e massiva livre de estrela ainda.

“Nós podemos estar testemunhando um dos mais antigos e extremos modos de formação de estrelas no universo”, disse Kelsey Johnson, um astrônomo na Universidade da Virginia, em Charlottesville e principal autor do artigo aceito para a publicação no Astrophysical Journal. “Esse impressionante objeto parece que foi arrancado para fora num universo muito inicial. Descobrir algo que tem todas as características de um aglomerado globular, que ainda não começou a formar estrelas, é como encontrar um ovo de dinossauro prestes a eclodir”.

Esse objeto que os astrônomos se referem como Firecracker, está localizado a aproximadamente 50 milhões de anos-luz de distância da Terra imbricado dentro de um famoso par de galáxias em interação (a NGC 4038 e a NGC 4039), que coletivamente são conhecidas como Galáxias Antenas. As forças de maré geradas pela fusão em andamento estão disparando o processo de formação numa escala colossal, com boa parte dele ocorrendo dentro dos densos aglomerados.

O que faz o Firecracker único, contudo, é que ele extraordinariamente massivo se comparado ao seu tamanho reduzido e à aparente falta de estrelas.

Todos os outros aglomerados globulares análogos que os astrônomos tinham observado até o momento já estavam repletos de estrelas. O calor e a radiação dessas estrelas já tinha alterado de forma considerável o ambiente ao redor, apagando qualquer evidência do seu início mais frio e mais tranquilo.

Com o ALMA, os astrônomos foram capaz de encontrar e estudar em detalhe um exemplo bruto desse tipo de objeto antes das estrelas mudarem completamente suas características únicas. Isso fez com que os astrônomos pudessem ter, pela primeira vez uma ideia das condições que podem ter levado à formação de muitos, senão todos os aglomerados globulares.

“Até agora, as nuvens com esse potencial só tinham sido observadas como adolescentes, depois do processo de formação estelar já ter tido começado”, disse Johnson. “Isso significa que o berçário já havia sido perturbado. Para entender como um aglomerado globular se forma, você precisa ver o processo desde o início”.

A maior parte dos aglomerados globulares se formaram durante um verdadeiro “baby boom”, no universo, a cerca de 12 bilhões de anos atrás, num tempo em que as galáxias estavam se formando. Cada um contém cerca de um milhão de estrelas de segunda geração densamente empacotadas – estrelas com uma baixa concentração de metais pesados, indicando que elas se formaram bem no início da história do universo. Nossa Via Láctea, tem no mínimo 150 desses aglomerados, apesar dela poder ter muito mais.

Universo a fora, os aglomerados estelares de vários tamanhos ainda estão se formando. É possível, embora seja muito raro, que os maiores e os mais densos possam se transformar em aglomerados globulares.

“A taxa de sobrevivência para um aglomerado estelar jovem e massivo para se permanecer intacto é baixa – em torno de 1 por cento”, disse Johnson. “Várias forças externas e internas empurram esses objetos e tentam separá-los, formando assim aglomerados abertos como as Plêiades, ou algo completamente desintegrado que começa a fazer parte do halo da galáxia”.

Os astrônomos acreditam, contanto, que o objeto que eles observaram com o ALMA, contém 50 milhões de vezes mais massa do que o Sol em gás molecular, e é suficientemente denso que tem uma boa chance de se tornas esses aglomerados globulares de sorte e que sobreviva.

Os aglomerados globulares se desenvolvem a partir do seu estágio embrionário e livre de estrelas muito rapidamente – algo em torno de um milhão de anos. Isso significa que o objeto descoberto pelo ALMA está passando por essa fase especial da sua vida, oferecendo aos astrônomos a oportunidade única de estudar um grande componente do universo inicial.

Os dados do ALMA também indicam que a Nuvem Firecracker está sob extrema pressão – aproximadamente 10000 vezes maior do que as típicas pressões interestelares. Isso suporta as teorias anteriores que as altas pressões são sim necessárias para a formação de aglomerados globulares.

Explorando as Antenas, Jophnson e seus colegas observaram a emissão apagada de moléculas de monóxido de carbono, o que permitiu que eles imageassem e caracterizassem nuvens individuais de poeira e gás. A falta de qualquer emissão térmica apreciável – o sinal dado pelo gás aquecido por estrelas próximas – confirma que esse objeto recém descoberto está ainda no seu estado inalterado.

Estudos futuros com o ALMA podem revelar exemplos adicionais de grandes proto-aglomerados estelares nas galáxias Antenas e em outras galáxias em interação, iluminando assim as teorias sobre as origens desses antigos objetos e o papel que eles possuem na evolução galáctica.

Fonte:

http://www.almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/828-alma-discovers-proto-super-star-cluster-a-cosmic-dinosaur-egg-about-to-hatch

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