Os primeiros resultados científicos do observatório espacial de infravermelho da Agência Espacial Européia, o Herschel estão revelando detalhes até então escondidos do processo de formação de estrelas. Novas imagens mostram milhares de galáxias distantes que estão de maneira furiosa gerando novas estrelas e nuvens de formação estelar belas que se espalham pela Via Láctea.
Apresentados no dia 6 de Maio de 2010, os resultados desafiam antigas idéias sobre o nascimento de estrelas e abrem novos caminhos para futuras pesquisas.
As observações feitas pelo Herschel da nuvem de formação de estrelas chamada de RCW 120 tem revelado uma estrela em estágio embrionário, que aparentemente se tornará uma das mais brilhantes e maiores estrelas na nossa galáxia dentro de algumas centenas de milhares de anos. Nesse estágio inicial ela já possui entre oito e dez vezes a massa do Sol e ainda está envolvida por 2000 massas solares de gás e poeira que podem fazer parte dela no futuro.
“Essa estrela só pode se tornar cada vez maior”, diz Annie Zavagno, do Laboratório de Astrofísica de Marselha. Estrelas massivas são raras e possui um curto período de vida. Para registrar uma durante o seu processo de formação representa uma oportunidade de ouro para resolver um paradoxo astronômico de longa data na astronomia. “De acordo com o nosso atual entendimento, não se deve ser capaz de se formar estrelas com massas superior a oito massas solares”, diz Zavagno.
Isso ocorre pois a luz feroz emitida por essas estrelas gigantes devem aniquilar suas nuvens geradoras antes mesmo que qualquer massa possa ser acumulada. Mas de alguma maneira elas se formam. Muitas dessas estrelas chamadas impossíveis já eram conhecidas, algumas contendo até 150 massas solares, mas agora o Herschel tem observado essas estrelas no início de suas vidas, o que fará com que os astrônomos usem esses dados para entender como elas desafiam as teorias.
O Herschel é o maior telescópio astronômico já colocado em órbita no espaço. O diâmetro do seu espelho principal é quatro vezes maior do que qualquer outro telescópio espacial de infravermelho e uma vez e meia maior que o Hubble. À medida que as estrelas começam a se formar, a poeira e o gás ao redor é aquecido a algumas dezenas de graus acima do zero absoluto e começa então a emitir radiação na faixa do infravermelho distante do espectro. A atmosfera da Terra bloqueia quase que completamente todos os comprimentos de onda e dessa maneira se justifica as observações feitas a partir do espaço.
Usando a sua resolução sem precedentes e a sua sensibilidade, o Herschel está conduzindo um verdadeiro censo das regiões de formação de estrelas da nossa galáxia. “Antes do Herschel, não estava claro como o material na Via Láctea se unia em uma densidade suficiente e com uma temperatura baixa necessária para formar estrelas”, disse Sergio Molinari do Instituto de Física do Espaço Interplanetário de Roma.
Os novos resultados do Herschel cobrem um grande número de berçários estelares na Via Láctea, mostrando como isso acontece. Os embriões estelares aparecem primeiro dentro de filamentos de gás e poeira dispersos na galáxia. Esses filamentos formam então cadeias de creches estelares, com dezenas de anos-luz de comprimento cobrindo a galáxia com uma rede de nascimento de estrelas.
O Herschel também tem pesquisado o espaço profundo da nossa galáxia e tem medido a luz infravermelha emitida por milhares de outras galáxias, espalhadas por bilhões de anos-luz no universo. Cada galáxia aparece apenas como uma marca de agulha, mas o brilho emitido por elas permite que os astrônomos determinem a taxa de nascimento de estrelas dentro delas. Falando de uma maneira grosseira quanto mais brilhante for a galáxia mais estrelas estão sendo formadas.
Neste ponto, também, o Herschel tem desafiado nosso entendimento prévio mostrando que as galáxias têm se desenvolvido sobre o tempo cósmico muito mais rápido do que se pensava anteriormente. Os astrônomos acreditavam que as galáxias estavam formando estrelas na mesma taxa pelo últimos três bilhões de anos, o Herschel mostrou que isso não é verdade.
No passado existiam muito mais das chamadas galáxias de explosão de estrelas, que formavam estrelas numa taxa entre 10 a 15 vezes maior que a taxa observada na Via Láctea hoje. Mas o que disparou essa atividade frenética nunca foi completamente entendido. “O Herschel irá agora nos fazer investigar as razões deste comportamento”, disse Steve Eales da Universidade de Cardiff no Reino Unido.
O Herschel é também o primeiro instrumento usado para detectar as menores formas de matéria, as moléculas. Ele fez a primeira descoberta no espaço de uma nova fase da água. Essa fase é eletronicamente carregada e diferente das demais fases mais familiares, denominada de sólida, líquida e gasosa essa fase não ocorre naturalmente na Terra. Nas nuvens que dão origem as estrelas, contudo, onde a luz ultravioleta é emitida através do gás, sua radiação pode chocar em um elétron da molécula de água deixando-o com uma carga elétrica.
“Essa detecção do vapor d’água ionizado veio como uma surpresa”, disse Arnold Benz do ETH de Zurique na Suíça. “ Isso nos diz que existem violentos processos que estão acontecendo nos primeiros estágios do nascimento levando a uma irradiação energética através da nuvem”.
Das maiores galáxias até as menores moléculas esses e muitos outros resultados do Herschel estão sendo apresentados para a comunidade científica pela primeira vez. “Esses ainda são os primeiros dias para o Herschel e isso é apenas o começo da ciência que nós estamos planejando para essa missão nos próximos anos”, disse Göran Pilbratt, Cientista do Projeto da ESA para o Herschel.
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