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Herschel encontra estrela impossível e nova fase da água

A nuvem de formação de estrelas RCW 120 revela uma estrela em estado embrionário que irá se transformar, ao que parece, numa das maiores e mais brilhantes estrelas na nossa galáxia.[Imagem: ESA/PACS/SPIRE/HOBYS Consortia]

Nascimento de estrelas
Os primeiros resultados científicos do Telescópio Espacial Herschel, da Agência Espacial Europeia (ESA), revelam detalhes inéditos da formação das estrelas. As novas imagens, divulgadas hoje, mostram milhares de galáxias distantes em um processo vigoroso de formação de estrelas, além de belíssimas nuvens de formação estelar espalhadas ao longo da Via Láctea. Mas a imagem que mais chamou a atenção mostra o que os astrônomos até hoje consideravam impossível: o nascimento de uma estrela "grande demais para ser verdade."

Estrela gigante
Apresentados hoje durante um simpósio científico promovido pela ESA, os resultados desafiam as ideias atuais sobre o nascimento das estrelas e abrem novos caminhos para pesquisas futuras. A nuvem de formação de estrelas RCW 120, por exemplo, revelou uma estrela em estado embrionário que irá se transformar, ao que parece, numa das maiores e mais brilhantes estrelas na nossa galáxia, nas próximas centenas de milhares de anos. Hoje ela já tem de oito a dez vezes a massa do Sol e está rodeada de gás e poeira, com cerca de duas mil massas solares, que poderão vir a agregar-se à estrela gigante, tornando-a ainda maior. "Esta estrela só poderá crescer," disse Annie Zavagno, do Laboratório de Astrofísica de Marseille.
Região de formação de estrelas localizada na constelação Águia, mais próxima do centro da Via Láctea do que o nosso Sistema Solar. [Imagem: ESA/Hi-GAL Consortium]

Estrela impossível
Estrelas dessa dimensão são raras e duram pouco. Captar uma delas durante a sua formação é uma oportunidade de ouro para resolver um paradoxo de longa data na astronomia. "De acordo com o entendimento atual, estrelas com mais de oito massas solares simplesmente não deveriam existir," diz Zavagno. A teoria atualmente aceita estabelece que a intensa luz emitida por uma estrela tão grande deveria afastar as nuvens de poeira que lhe serviram de berço, antes que ela pudesse acumular mais matéria. Mas a realidade não obedeceu à teoria, e as imagens do Herschel comprovam que super estrelas podem de fato se formar. Algumas destas estrelas "impossíveis" são já conhecidas, e chegam a apresentar massas de 150 sóis. O fato de o Herschel ter avistado uma no início da sua vida irá permitir aos astrônomos investiguem onde está o erro da teoria.

Outra teoria que sucumbe
Outra imagem divulgada hoje, onde se vê um grande número de maternidades de estrelas na Via Láctea, mostra como é que isso acontece. Os embriões estelares aparecem primeiro no interior de filamentos de gás brilhante e pó espalhados pela galáxia. Formam-se assim cadeias de maternidades estelares, com dezenas de anos-luz de comprimento, enrolando a Galáxia numa verdadeira teia de nascimento de estrelas. O Herschel também está inspecionando o espaço profundo, muito além da Via Láctea, medindo a luz infravermelha de milhares de outras galáxias, espalhadas ao longo de bilhões de anos-luz do Universo. Cada galáxia aparece como um simples ponto, mas o seu brilho permite aos astrônomos determinar a taxa de aparecimento de novas estrelas no seu interior. Em linhas gerais, quanto mais brilho, mais estrelas em formação. Também aqui o Herschel já desafiou os conhecimentos atuais, mostrando que as galáxias evoluíram ao longo do tempo muito mais rapidamente do que se pensava. Os astrônomos acreditavam que as galáxias vinham formando estrelas mais ou menos no mesmo ritmo nos últimos bilhões de anos. O Herschel mostrou que isto não é verdade. No passado, havia muito mais galáxias com alto índice de formação de estrelas, formando estrelas a um ritmo 10 a 15 vezes superior ao que se registra hoje na Via Láctea. Mas o que desencadeou essa atividade frenética ainda não foi totalmente entendido. "O Herschel agora nos possibilitará investigar as razões para este comportamento," diz Steve Eales, da Universidade de Cardiff.

Localizada na constelação da Raposa, esta imagem mostra o que os astrônomos estão chamando de "linha de produção de estrelas". [Imagem: ESA/Hi-GAL Consortium]

Nova fase da água
O Herschel é também um instrumento de detecção das mais pequenas formas de matéria: as moléculas. Ele identificou pela primeira vez no espaço uma nova fase da água. Essa "água espacial" está carregada eletricamente e, ao contrário das outras fases mais familiares, - a líquida, a gasosa e a sólida - essa nova fase da água não ocorre naturalmente na Terra. No entanto, nas nuvens que rodeiam as estrelas jovens, onde a luz ultravioleta está sendo arremessada através do gás, esta irradiação pode arrancar um elétron da molécula de água, deixando-a carregada eletricamente. "Essa detecção de vapor de água ionizada foi uma surpresa," diz Arnold Benz, do ETH de Zurique. "Ela nos diz que há processos violentos ocorrendo durante as fases iniciais de nascimento das estrelas, o que leva à propagação de radiação energética através da nuvem."

Maior telescópio espacial
À medida que as estrelas começam a formar-se, o gás e a poeira que as rodeiam aquecem até algumas dezenas de graus acima do zero absoluto, emitindo radiação no comprimento de onda do infravermelho. A atmosfera da Terra bloqueia a maior parte desses comprimentos de onda, o que praticamente restringe sua observação a telescópios espaciais. O Herschel é o maior telescópio espacial já lançado e ele varre o céu justamente no faixa do infravermelho. O diâmetro do seu espelho principal é quatro vezes superior ao dos telescópios espaciais de infravermelho lançados até então e é uma vez e meia maior do que o do Hubble.
Graças à sua resolução e sensibilidade sem precedentes, o Herschel está começando a gerar um censo das regiões de formação de estrelas da nossa galáxia. "Antes do Herschel, não era clara a forma como se juntava o material na Via Láctea, em densidade suficientemente elevada e a temperaturas adequadamente baixas para a formação de estrelas," diz Sergio Molinari, do Instituto de Física do Espaço Interplanetário, em Roma.

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