Idades e órbitas das estrelas em aglomerados

Aglomerado globular 47 Tucanae © Hubble

Astrônomos usando o telescópio espacial Hubble da NASA pela primeira vez conseguiram interligar duas distintas populações de estrelas em um antigo aglomerado estelar globular a sua dinâmica orbital única, oferecendo assim a prova de que as estrelas não compartilham da mesma data de nascimento. As análises do aglomerado globular 47 Tucanae mostram que as duas populações diferem em idade de menos de 100 milhões de anos. O aglomerado está localizado a 16.700 anos-luz de distância na constelação do sul de Tucana. Os pesquisadores, liderados por Harvey Ricer da Universidade de British Columbia, em Vancouver, combinaram recentes observações feitas com o Hubble com oito anos de dados de arquivos de telescópios para determinar os movimentos das estrelas nesse aglomerado.
 
Estudos prévios de espectroscopia revelaram que muitos aglomerados globulares contém estrelas com composição química variável, sugerindo múltiplos episódios de nascimento. Essas análises do Hubble, dão um passo a frente, adicionando o movimento orbital das estrelas a essa análise. Quando analisamos os movimentos das estrelas, quanto maior o tempo de observação, com mais precisão podemos medir seus movimentos”, explicou Richer. “Esses dados são tão bons, que nós podemos na verdade ver pela primeira vez o tempo de movimento individual de estrelas no aglomerado. Os dados oferecem uma evidência detalhada para nos ajudar a entender como as várias populações de estrelas se formaram nesses aglomerados”.
 
Os aglomerados globulares da Via Láctea são relíquias sobreviventes da formação da nossa galáxia. Eles oferecem pistas sobre a história inicial da galáxia. O 47 Tucanae tem 10,5 bilhões de anos e é um dos mais brilhantes dos mais de 150 aglomerados globulares da Via Láctea. O aglomerado mede cerca de 120 anos-luz de largura. Richer e sua equipe usou a Advanced Camera for Surveys do Hubble em 2010 para observar o aglomerado. Eles combinaram essas observações com 754 imagens de arquivos para precisamente medirem as mudanças nas posições de mais de 30.000 estrelas. Usando esses dados, eles puderam discernir com qual velocidade as estrelas estão se movendo. A equipe também mediu a luminosidade das estrelas bem como suas temperaturas.
 
Esse trabalho de arqueologia estelar identificou duas distintas populações de estrelas. A primeira consiste de estrelas mais avermelhadas, que são mais velhas e menos enriquecidas quimicamente, e possuem órbitas aleatórias circulares. A segunda população compreende estrelas mais azuladas, que são mais jovens, mais quimicamente enriquecidas e em órbitas mais elípticas. “A geração avermelhada, que é deficiente em elementos pesados, reflete o movimento inicial do gás que se formou no aglomerado”, disse Richer. “Essas estrelas reteram uma memória de seu movimento original”.
 
Após as estrelas mais massivas terem completado sua evolução estelar, elas expeliram gás enriquecido com elementos mais pesados de volta para o aglomerado. Esse gás colidiu com outro gás e formou uma segunda geração de estrelas mais quimicamente enriquecida que ficou concentrada em direção ao centro do aglomerado. Vagarosamente com o passar do tempo, essas estrelas se moveram para fora, assumindo órbitas mais radiais. Essa descoberta não é a primeira que o Hubble faz revelando múltiplas gerações de estrelas em aglomerados globulares. Em 2007, os pesquisadores do Hubble encontraram três gerações de estrelas no massivo aglomerado globular NGC 2808.
 
A equipe de Richer, contudo, concatenou a dinâmica estelar para separar as populações estelares pela primeira vez. Encontrar múltiplas populações estelares em aglomerados globulares tem profundas implicações cosmológicas. Os astrônomos precisam resolver futuros enigmas dessas múltiplas gerações para melhor entender como as estrelas se formaram em galáxias distantes no início do Universo. Os resultados obtidos pela equipe foram publicados na edição deste mês do periódico The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: NASA

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