A formação estelar indicada por masers

© Spitzer (maser de metanol)

 

Ocasionalmente, a emissão de raios X do gás quente muito perto dos buracos negros pode estimular as moléculas de água para emitir maser, ou seja, micro-ondas de laser. A imagem acima, obtida pelo telescópio espacial no infravermelho Spitzer da NASA mostra uma estrela jovem escoando jatos de gás (em verde). Os masers de metanol brilhantes, muitas vezes são vistos em regiões de formação estelar podendo indicar que apenas ocorrem em estrelas jovens, mas também são encontrados em torno de estrelas mais velhas. O termo maser se originou como um acrônimo de Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Masers funcionam da mesma maneira como lasers, exceto que eles emitem micro-ondas em vez de luz visível.

 

As linhas de emissão dessas regiões maser são tão nítidas e fortes, e os ângulos mensuráveis ​​por interferometria, da ordem de milliarcseconds, que é possível medir velocidades orbitais do maser com uma fração de um parsec do buraco negro. Estes masers estão orbitando tão rapidamente, aproximadamente 1.000 km/s, que depois de alguns anos é possível medir acelerações orbitais e movimentos próprios. Tais medidas podem ser utilizadas para obter distâncias muito diretas de suas galáxias hospedeiras, livres dos erros sistemáticos e calibração que assolam o método convencional de determinar distâncias extragalácticas.  

Os astrônomos a meio século atrás ficaram surpresos ao descobrir que as regiões de formação estelar, por vezes, produzem maser natural (o brilho, análogo ao comprimento de onda de rádio em lasers). Nuvens de vapor de água ou vapor de metanol em regiões de formação estelar geram alguns dos maser mais espetaculares. Cerca de 15 anos atrás, os astrônomos usaram o Very Long Baseline Array do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) para obter a primeira distância extragaláctica utilizando maser, para a galáxia NGC 4258. Este esforço levou à descoberta da primeira evidência direta de um buraco negro supermassivo em um núcleo galáctico, bem como a distância extragalática mais preciso, em torno de 7,2 Mpc (Megaparsec) com uma incerteza total de 7%.

 

© R Jay GaBany (galáxia NGC 4258)

 

Desde os anos 1990, o número de masers conhecidos mais que duplicou, e cerca de dez das fontes recém-descobertas são candidatas promissoras pelo menos para medição de distância como a NGC 4258. As novas pesquisas procuram mais masers de água em núcleos galácticos ativos (SAMBA Survey) e o NRAO e o MPIfR (Max Planck Institute for Radio Astronomy) executam um projeto de 5 anos, o WMCP (Water Maser Cosmology Project), para medir a taxa de expansão do Universo (a constante de Hubble) com uma pequena porcentagem de precisão através da obtenção de "distâncias maser" e velocidades de recessão para um número significativo de galáxias externas. Em 2011, três masers de água foram descobertos na Via Láctea, incluindo o que poderia ser um dos mais rápidos já encontrado, alcançando velocidades de até 350 km/s. As moléculas de água em regiões de formação estelar de elevada massa e em torno de estrelas moribundas absorvem a energia ao redor e reemitem como radiação na faixa de frequência de micro-ondas.

 

Usando o Telescope Array Compact Australian perto de Narrabri em New South Wales, Glenn Rees da Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), encontrou os três masers de água na Via Láctea usando dados coletados pela H2O Southern Galactic Plane Survey (HOPS). Os masers de água emitem na frequência de 22 GHz (Gigahertz). Um dos masers de água que Rees descobriu foi encontrado em torno de uma estrela AGB (post-Asymptotic Giant Branch), uma estrela próxima do final de sua vida, jorrando jatos de moléculas de água. Apenas 12 fontes de água já foram detectadas até agora.

 

Estas fontes estelares são verdadeiros gêiseres cósmicos! Elas podem ajudar os cientistas a descobrir como estrelas AGB esféricas evoluem para nebulosas planetárias, que apresenta um escudo brilhante, colorido de gás e poeira em torno de uma estrela nos últimos estágios de vida, exibindo uma variedade de formas e tamanhos.

Fonte: Astro Newus