O aglomerado estelar Westerlund 1: Hubble revela estrutura detalhada

Usando o Telescópio Espacial Hubble (HST), astrônomos observaram um aglomerado galáctico aberto supermassivo denominado Westerlund 1. Os resultados do estudo, publicados em 28 de janeiro no servidor de pré-impressão arXiv , fornecem detalhes essenciais sobre a estrutura deste aglomerado. 

Uma imagem WFC3-IR do Telescópio Espacial Hubble de Westerlund 1 em cores falsas. Crédito: Wei et al., 2025.

Aglomerados abertos (OCs), formados a partir da mesma nuvem molecular gigante, são grupos de estrelas fracamente ligadas gravitacionalmente umas às outras. Supõe-se que a maior parte da formação estelar ocorre em aglomerados massivos de estrelas, conhecidos como aglomerados de superestrelas (SSCs). Eles são OCs jovens muito massivos, geralmente contendo um número muito grande de estrelas jovens e massivas . A massa total de um SSC típico excede 10.000 massas solares.

Westerlund 1 é um SSC supermassivo localizado a cerca de 13.800 anos-luz de distância. Ele tem uma massa total estimada de 50.000–100.000 massas solares e um raio de cerca de 3,26 anos-luz. Com uma idade estimada de 5–10 milhões de anos, Westerlund 1 é um dos aglomerados estelares jovens mais massivos da nossa galáxia.

Devido à sua juventude, proximidade e rica população de estrelas em uma ampla faixa de massas, Westerlund 1 é um excelente local para estudar um ambiente de starburst em detalhes. É por isso que uma equipe de astrônomos liderada por Lingfeng Wei da University of California, San Diego (UCSD) decidiu explorar este aglomerado com o HST.

"Westerlund 1 foi observado com o Telescópio Espacial Hubble em várias épocas para medir movimentos próprios (MPs) e em vários filtros para obter fotometria multicolorida", escreveram os pesquisadores no artigo.

O Hubble permitiu que a equipe de Wei medisse os movimentos próprios de 10.346 estrelas observadas e determinasse suas associações cinemáticas de aglomerados. Depois, os astrônomos construíram o mapa de densidade estelar de Westerlund 1 corrigido por um mapa de avermelhamento espacial e associação de aglomerados de cada estrela.

Com base no mapa de densidade estelar, os pesquisadores descobriram que Westerlund 1 é alongado em uma direção nordeste-sudoeste, alinhando-se com o plano galáctico. O aglomerado tem uma excentricidade de 0,71 e um semieixo maior em um ângulo de posição de cerca de 56 graus a leste do norte, que se alinha com o plano galáctico. Além disso, descobriu-se que a excentricidade diminui com o aumento da massa.

Os astrônomos supõem que a alta excentricidade de Westerlund 1 pode ser herdada da nuvem molecular da qual o aglomerado se formou, ou pode ser resultado de um processo de formação durante o qual múltiplas subestruturas se fundiram.

Além disso, o estudo descobriu que Westerlund 1 tem uma dispersão de velocidade de aproximadamente 3,42 km/s, que é menor do que os valores esperados para o aglomerado se estivesse em equilíbrio virial. Isso indica que Westerlund 1 é subvirial, o que aponta para uma eficiência de formação estelar excepcionalmente alta (provavelmente acima de 56% em sua formação) ou feedback estelar ineficiente impulsionado pela expulsão de gás local antes que as estrelas atinjam o aglomerado.

O estudo também calculou os tempos de cruzamento e relaxamento para Westerlund 1, que foram encontrados em 300.000 anos e 260 milhões de anos, respectivamente. De acordo com os autores do artigo, Westerlund 1 tem 10,7 milhões de anos, o que, junto com os tempos de cruzamento e relaxamento, significa segregação de massa para as estrelas no aglomerado com massa de até 10 massas solares.

Phys.org