As estrelas determinam as suas próprias massas
No ano passado, uma equipe de astrofísicos lançou o STARFORGE, um
projeto que produz as simulações 3D mais realistas e de maior resolução de
formação estelar até à data. Agora, os cientistas utilizaram estas simulações
altamente detalhadas para descobrir o que determina as massas das estrelas, um
mistério que tem cativado os astrofísicos durante décadas.
Num novo estudo, a equipa descobriu que a formação estelar é um
processo autorregulador. Por outras palavras, as próprias estrelas estabelecem
as suas próprias massas. Isto ajuda a explicar porque é que as estrelas formadas
em ambientes díspares ainda têm massas semelhantes. A nova descoberta pode
permitir aos investigadores compreender melhor a formação das estrelas dentro
da nossa própria Via Láctea e noutras galáxias.
O estudo foi publicado a semana passada na revista Monthly Notice of
the Royal Astronomical Society. A colaboração inclui especialistas da
Universidade Northwestern, da Universidade do Texas em Austin, dos
Observatórios Carnegie, da Universidade de Harvard e do Instituto de Tecnologia
da Califórnia. O autor principal do novo estudo é Dávid Guszejnov,
pós-doutorado na Universidade do Texas em Austin.
"Compreender a função de massa inicial estelar é um problema tão
importante porque tem um impacto astrofísico transversal - desde planetas
próximos a galáxias distantes", disse Claude-André Faucher-Giguère, da
Universidade Northwestern, coautor do estudo. "Isto porque as estrelas têm
um 'ADN' relativamente simples. Se soubermos a massa de uma estrela, então
sabemos a maioria das coisas sobre a estrela: quanta luz emite, quanto tempo
viverá e o que lhe irá acontecer quando morrer. A distribuição das massas
estelares é, portanto, crítica para saber se os planetas que orbitam as
estrelas podem potencialmente sustentar vida, bem como o aspeto das galáxias
distantes".
Faucher-Giguère é professor associado de física e astronomia na
Faculdade de Artes e Ciências da Northwestern e membro do CIERA (Center for
Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics). O espaço está repleto de nuvens gigantes, constituídas por gás frio e
poeira. Lentamente, a gravidade atrai e junta estes gases e poeiras, formando
aglomerados densos. Os materiais destes aglomerados caem para o interior,
colidindo e provocando calor para criar uma estrela recém-nascida.
Em redor de cada uma destas "protoestrelas" está um disco
giratório de gás e poeira. Todos os planetas no nosso Sistema Solar foram,
outrora, aglomerados num tal disco em torno do nosso Sol recém-nascido. A
determinação de quais os planetas que podem - ou não - hospedar vida depende da
massa das estrelas e de como estas se formaram. Portanto, a compreensão da
formação estelar é crucial para determinar onde a vida se pode formar no
Universo.
"As estrelas são os átomos da galáxia", disse Stella Offner,
professora associada de astronomia na Universidade do Texas em Austin. "A
sua distribuição de massa dita se os planetas irão nascer e se a vida poderá
desenvolver-se".
Cada subcampo da astronomia depende da distribuição de massa das
estrelas - ou da função de massa inicial (FMI) - o que se tem revelado um
desafio para os cientistas modelarem corretamente. As estrelas muito maiores do
que o nosso Sol são raras, constituindo apenas 1% das estrelas recém-nascidas.
E, por cada uma destas estrelas, existem até 10 estrelas semelhantes ao Sol e
30 estrelas anãs. As observações constataram que não importa onde olhemos na
Via Láctea, estas proporções (ou seja, a FMI) são as mesmas, tanto para enxames
estelares recém-formados como para aqueles que têm milhares de milhões de anos.
Este é o mistério da FMI. Cada população de estrelas na nossa Galáxia,
e em todas as galáxias anãs que nos rodeiam, tem este mesmo equilíbrio - embora
as suas estrelas tenham nascido sob condições extremamente diferentes ao longo
de milhares de milhões de anos. Em teoria, a FMI deveria variar dramaticamente,
mas é praticamente universal, o que tem intrigado os astrónomos durante
décadas.
"Há muito tempo que nos perguntamos porquê", disse Guszejnov.
"A fim de resolver este mistério, as nossas simulações seguiram as
estrelas desde o nascimento até ao ponto final natural da sua formação".
Contudo, as novas simulações mostraram que o feedback estelar, num
esforço para se opor à gravidade, empurra as massas estelares para a mesma
distribuição de massa. Estas simulações são as primeiras a seguir a formação de
estrelas individuais numa nuvem gigante em colapso, ao mesmo tempo que capturam
a forma como estas estrelas recém-formadas interagem com o seu ambiente,
emitindo luz e libertando massa através de jatos e ventos - um fenómeno
referido como "feedback estelar".
O projeto STARFORGE é uma iniciativa multi-institucional, coliderada
por Guszejnov e Michael Grudić dos Observatórios Carnegie. As simulações
STARFORGE são as primeiras a modelar simultaneamente a formação estelar, a
evolução e a dinâmica, ao mesmo tempo que contabilizam o feedback estelar,
incluindo jatos, radiação, vento e atividade de supernovas próximas. Enquanto
outras simulações incorporaram tipos individuais de feedback estelar, o
STARFORGE junta-os todos para simular a forma como estes vários processos
interagem para afetar a formação estelar.
Fonte: Astronommia OnLine
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