As nebulosas de formação estelar são lugares agitados. Infelizmente, nuvens de gás e poeira geralmente escondem a ação. Para penetrar na poeira em uma dessas regiões, uma equipe de astrônomos utilizou o Atacama Large Millimeter Array (ALMA). Eles observaram o interior dos Pilares da Nebulosa Carina e estudaram os fluxos moleculares (ou jatos) emanando de objetos neste famoso berçário estelar.
O estudante de doutorado Geovanni Cortes-Rangel do Instituto de Radioastronomía y Astrofísica no México, juntamente com outros membros da equipe do México e do Japão, queriam saber mais sobre a ação dentro desses pilares. Há muita coisa acontecendo nesses pilares e na nebulosa ao redor deles. Por um lado, um par de aglomerados estelares massivos domina a região. Trumpler 14 e Trumpler 16 contêm dezenas de estrelas jovens e quentes do tipo O que estão emitindo enormes quantidades de radiação ultravioleta ionizante.
Essa radiação banha regiões próximas da nebulosa e ilumina e esculpe os pilares de poeira. Isso, por sua vez, ajuda a revelar a presença de protoestrelas, seus discos protoplanetários e jatos. Entre a atividade de nascimento de estrelas e a fotodissociação da nuvem devido à radiação UV, este é definitivamente um ambiente extremo. Mas, graças a essa radiação, os astrônomos são capazes de focar nas estrelas recém-nascidas e nos discos para entender o que está acontecendo por trás do véu poeirento.
O resultado dos estudos da equipe revela as massas dos discos circunstelares ao redor das estrelas em formação. Eles também foram capazes de medir a extensão dos fluxos moleculares relacionados, ou jatos. A equipe concluiu que as fontes desses jatos são protoestrelas de baixa ou média massa. À medida que as estrelas infantis se formam, o material em queda é aquecido e ejetado em um fluxo bipolar ao longo do eixo de rotação da protoestrela. Os jatos eventualmente colidem com o gás e a poeira do berçário estelar. As colisões excitam os gases nas nebulosas e fazem com que elas brilhem. Esses jatos se movem muito rápido, chegando a centenas de milhares de quilômetros por hora.
Os astrônomos referem-se às nuvens excitadas de gás e poeira associadas às protoestrelas como Objetos Herbig-Haro. São nebulosidades brilhantes dentro de nebulosas maiores que existem graças a essas estrelas recém-nascidas. Eles são nomeados em homenagem a George Herbig e Guillermo Haro, que os estudaram em grande detalhe pela primeira vez. Essencialmente, eles fazem parte do processo de nascimento de estrelas.
As estrelas bebês nos pilares de Carina apareceram em outras medições infravermelhas e submilimétricas da área. Em alguns casos, múltiplas protoestrelas suspeitas estão associadas a atividade adicional de jatos. No geral, esta região de nascimento de estrelas parece ser um lugar agitado, repleto de estrelas recém-nascidas escondidas nas nuvens de gás e poeira. Cortes-Rangel e seus associados estudaram seis pilares de Carina em detalhes, olhando para as fontes associadas aos Objetos Herbig-Haro embutidos. Seus resultados foram postados no servidor de pré-impressão arXiv.
Nos dados do ALMA, a equipe encontrou várias fontes compactas emitindo radiação de comprimento de onda milimétrico. São os objetos Herbig-Haro HH 666, HH 1004, HH 1006, HH 1010 e HH 1066. Eles também detectaram fluxos de monóxido de carbono associados aos objetos. A ação desses objetos HH é bastante intensa. Por exemplo, os jatos de HH 666 se estendem por pelo menos 10 anos-luz a partir da fonte. Os próprios jatos parecem torcidos e criam grandes choques em arco onde colidem com a nebulosa circundante.
HH 666 é provavelmente o objeto mais conhecido entre eles. É bastante conhecido e foi observado em luz visível e infravermelha, bem como em comprimentos de onda milimétricos. Ele contém uma protoestrela que provavelmente é a fonte do extenso jato óptico. Observações do Telescópio Espacial Hubble, usando a Advanced Camera for Surveys, revelaram a extensão do jato e mostraram o que está escondido dentro de seu pilar de origem.
A ideia por trás deste conjunto de observações (que se baseia em trabalhos anteriores de Cortes-Rangel e outros) é entender as atividades complexas dentro dos pilares. É por isso que a equipe decidiu usar o ALMA para revelar os objetos HH, suas “fontes excitantes” (ou seja, jatos) e seus discos circunstelares. Os dados deram a eles uma visão interna das condições físicas dentro dos pilares e permitiram ver como o ambiente de radiação intensa afeta a evolução das estrelas bebês e suas possíveis creches planetárias.
Os fluxos das estrelas bebês em si estão cavando vazios nos pilares. A partir desta e de outras observações, a equipe estima que essa ação de fotoevaporação poderia destruir os pilares em tão pouco quanto 100.000 a um milhão de anos. Uma vez que os pilares se foram, os discos circunstelares ao redor das estrelas recém-formadas dentro seriam expostos à radiação dos aglomerados Trumpler. Eles provavelmente seriam transformados em discos protoplanetários (como os vistos em Orion) em bastante pouco tempo, à medida que a radiação os esculpe.
O Objeto Herbig-Haro 666 em um dos pilares de Carina mostra uma visão em luz visível e infravermelha de um jato emanando de uma protoestrela escondida por gás e poeira. NASA, ESA, G. Bacon (STScI)
Como os planetas se formam dentro de discos circunstelares e discos protoplanetários ao redor das estrelas, surge outra pergunta: como esse ambiente afetaria a formação de planetas? A equipe de Cortes-Rangel também analisou as possibilidades de formação de planetas dentro desses berçários estelares específicos.
Eles descobriram que a formação planetária pode ser possível no ambiente dos pilares. Isso porque, mesmo levando em conta a fotoevaporação dos discos ao redor das estrelas recém-formadas, pode haver massa de poeira suficiente para formar planetas. Eles calcularam valores entre 0,01 e 0,7 massas solares de material restante. Isso é material suficiente e a equipe sugere que é possível que planetas tenham se formado na região ou estejam ativamente se formando. Observações futuras podem ser capazes de encontrar mais evidências para esses mundos infantis.
Essas medições fornecem um guia para estudar outras regiões agitadas de nascimento de estrelas na galáxia usando medições de comprimento de onda milimétrico. O ALMA está perfeitamente posicionado para “cortar” as nuvens de gás e poeira que acompanham o nascimento das estrelas. Como este estudo mostra, ele também permite que os astrônomos coloquem mais restrições nas condições físicas que acompanham a criação de novas estrelas e planetas.
Fonte:
https://phys.org/news/2023-10-carina-pillars-massive-protostars-newly.html
