Astrônomos criam primeiro "berçário de estrelas" impresso em 3D

 Esferas altamente polidas do tamanho de uma bola de beisebol ajudam a estudar estruturas muitas vezes obscurecidas em animações e renderizações tradicionais

Astrônomos criam primeiro berçário de estrelas impresso em 3D (Foto: Saurabh Mhatre)

Há alguns anos, a astrônoma e artista autodidata Nia Imara desenhou a si mesma tocando uma estrela com as próprias mãos. Agora, graças à tecnologia de impressão 3D, a imaginação da pesquisadora da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, nos Estados Unidos, saiu do papel — e com seu toque autoral. A norte-americana liderou o desenvolvimento dos primeiros modelos tridimensionais de um berçário estelar, estrutura formada por grandes nuvens ricas em gás e poeira onde se dá a formação das estrelas. Para construir os modelos, descritos em artigo publicado no periódico científico Astrophysical Journal Letters no último dia 25 de agosto, os pesquisadores utilizaram nove simulações que representam diferentes condições físicas no interior das nuvens moleculares. Elas foram projetadas para investigar os efeitos de três processos físicos fundamentais que governam a evolução dessas nuvens: turbulência, gravidade e campos magnéticos. 

Ao alterar variáveis como a força dos campos magnéticos ou a velocidade com que o gás se move dentro das nuvens, as simulações mostram como diferentes ambientes físicos afetam a morfologia de estruturas relacionadas à formação das estrelas. “Queríamos um objeto interativo que nos ajudasse a visualizar essas estruturas onde as estrelas se formam, para que possamos entender melhor os processos físicos”, explica a astrônoma Imara, também conhecida por ter sido a primeira mulher negra com um título de Ph.D no Departamento de Astronomia da Universidade da California em Berkeley, nos EUA, em comunicado. 

Além de esferas representando nove simulações diferentes, os pesquisadores também imprimiram meias-esferas para revelar os dados do plano médio. O material mais claro corresponde a regiões de maior densidade, enquanto as áreas mais escuras representam regiões de baixa densidade e vazios (Foto: Saurabh Mhatre)

Com um sofisticado processo de impressão 3D, as densidades e gradientes em escala fina das nuvens foram incorporados em uma resina transparente em esferas altamente polidas do tamanho de uma bola de beisebol (8 centímetros de diâmetro). De acordo com o artigo, os modelos reproduzem fielmente a distribuição sutil do gradiente de densidade dentro dessas nuvens “de uma maneira tangível, intuitiva e visualmente impressionante”. 

Padrões que são mais difíceis de visualizar em representações 2D, como estruturas quase planas, também podem ser analisados com mais clareza a partir das estruturas tridimensionais. “Se você tem algo girando no espaço, pode não perceber que duas regiões estão conectadas pela mesma estrutura, então ter um objeto interativo que possa ser manuseado nos permite detectar essas continuidades com mais facilidade”, avalia John Forbes, cientista do Centro de Astrofísica Computacional do Instituto Flatiron, nos EUA e coautor dos modelos. 

Embora o desenvolvimento dos objetos tenha sido complexo, os pesquisadores consideram que é possível que um astrofísico sem experiência nos processos físicos que ocorrem no interior dos berçários estelares consiga entender as diferenças entre as simulações sem grandes dificuldades. 

Esse foi, inclusive, um dos objetivos que conduziu as etapas de produção das peças 3D. “Quando eu olhava para projeções 2D dos dados de simulação, muitas vezes era desafiador ver suas diferenças sutis, enquanto com os modelos impressos em 3D, era óbvio”, comenta James Weaver, engenheiro da Universidade Harvard que ajudou a transformar os dados das simulações astronômicas em objetos físicos usando técnicas realistas de alta resolução. 

Para os pesquisadores, os modelos tridimensionais deverão ajudar a representar dados observacionais de nuvens moleculares como as da constelação de Orion — um dos berçários estelares mais próximos de nós, a 1350 anos-luz —, e a entender estruturas muitas vezes obscurecidas em animações e renderizações tradicionais. “Nossos modelos impressos em 3D também servem como ferramentas valiosas em esforços educacionais e de alcance público”, acrescentam os autores no artigo.

Fonte: GALILEU