Estrela bebê perto do buraco negro no meio da nossa Via Láctea: afinal de contas ela existe

Cientistas detectaram a estrela infantil mais pesada e mais jovem já descoberta perto do buraco negro no centro da nossa galáxia / Eles também identificaram a região onde esta "estrela impossível" pode ter se formado em uma publicação no "The Astrophysical Journal"

O centro galáctico a uma distância de cerca de 30000 anos-luz. No centro da imagem está o buraco negro supermassivo Sgr A* (não visível). A posição de Sgr A* pode ser inferida a partir do movimento das estrelas. Por causa da nuvem de poeira e suas dimensões em torno de X3a, a estrela bebê também não é visível nesta imagem. Direitos Autorais: Florian Peißker

Uma equipe internacional de pesquisadores sob a liderança do Dr. Florian Peißker, do Instituto de Astrofísica da Universidade de Colônia, descobriu uma estrela muito jovem em sua fase de formação perto do buraco negro supermassivo Sagitário A * (Sgr A * ) no centro da nossa Via Láctea. A estrela tem apenas várias dezenas de milhares de anos, tornando-a mais jovem do que a humanidade. A coisa especial sobre a estrela bebê X3a é que, teoricamente, ela não deveria ser capaz de existir tão perto do buraco negro supermassivo em primeiro lugar. 

No entanto, a equipe acredita que ele se formou em uma nuvem de poeira orbitando o buraco negro gigante e afundou em sua órbita atual somente depois de ter se formado. O estudo "X3: a high-mass Young Stellar Object close to the supermassive black hole Sgr A*" foi publicado no The Astrophysical Journal. 

A vizinhança do buraco negro no centro da nossa galáxia é geralmente considerada uma região caracterizada por processos altamente dinâmicos e radiação UV e de raios-X duros. Precisamente essas condições agem contra a formação de estrelas como o nosso Sol. Portanto, por muito tempo, os cientistas assumiram que, ao longo de períodos de bilhões de anos, apenas estrelas velhas e evoluídas podem se estabelecer por atrito dinâmico nas proximidades do buraco negro supermassivo. 

No entanto, surpreendentemente, já há vinte anos estrelas muito jovens foram encontradas nas imediações de Sgr A *. Ainda não está claro como essas estrelas chegaram lá ou onde se formaram. A ocorrência de estrelas muito jovens muito próximas do buraco negro supermassivo tem sido referida como "o paradoxo da juventude". 

A estrela bebé X3a – que é dez vezes maior e quinze vezes mais pesada do que o nosso Sol – poderia agora fechar a lacuna entre a formação estelar e as estrelas jovens nas imediações de Sgr A*. O X3a precisa de condições especiais para se formar nas imediações do buraco negro. O primeiro autor, Dr. Florian Peißker, explicou: "Acontece que existe uma região a uma distância de alguns anos-luz do buraco negro que preenche as condições para a formação de estrelas. Esta região, um anel de gás e poeira, é suficientemente fria e protegida contra a radiação destrutiva." 

 A estrela bebê X3a em seu envelope, X3 (mostrado em azul). O envelope é soprado por ventos estelares, e é por isso que forma uma forma de charuto. Em escalas de tempo de menos de 10 anos podem se formar aglomerados que, por sua vez, são engolidos pelo X3a. Direitos Autorais: Florian PeißkerA

Baixas temperaturas e altas densidades criam um ambiente no qual nuvens de centenas de massas solares podem se formar. Essas nuvens podem, em princípio, se mover muito rapidamente em direção à direção do buraco negro devido a colisões entre nuvens e dispersão que removem o momento angular. 

Além disso, aglomerados muito quentes se formaram nas proximidades da estrela bebê, que poderiam então ser acrescidos pelo X3a. Esses aglomerados poderiam, portanto, também contribuir para que o X3a atingisse uma massa tão alta em primeiro lugar. No entanto, esses aglomerados são apenas uma parte da história de formação do X3a. Eles ainda não explicam seu "nascimento". 

Os cientistas assumem que o seguinte cenário é possível: protegida da influência gravitacional de Sgr A * e da radiação intensa, uma nuvem densa o suficiente poderia ter se formado no anel externo de gás e poeira ao redor do centro da galáxia. Esta nuvem tinha uma massa de cerca de cem sóis e colapsou sob sua própria gravidade para uma ou mais protoestrelas. 

"Este chamado tempo de queda corresponde aproximadamente à idade de X3a", acrescentou Peißker. Observações mostraram que existem muitas dessas nuvens que podem interagir umas com as outras. Portanto, é provável que uma nuvem caia em direção ao buraco negro de tempos em tempos. 

Este cenário também se encaixaria na fase de desenvolvimento estelar do X3a, que atualmente está evoluindo para uma estrela madura. É, portanto, bastante plausível que o anel de gás e poeira atue como o local de nascimento das jovens estrelas no centro da nossa galáxia. 

O Dr. Michal Zajaček, da Universidade Masaryk, em Brno (República Tcheca), coautor do estudo, esclareceu: "Com sua alta massa de cerca de dez vezes a massa solar, o X3a é um gigante entre as estrelas, e esses gigantes evoluem muito rapidamente para a maturidade. Tivemos a sorte de avistar a estrela massiva no meio do envelope circumestelar em forma de cometa. Posteriormente, identificamos características-chave associadas a uma idade jovem, como o envelope circumestelar compacto girando em torno dela."

Uma vez que anéis de poeira e gás semelhantes podem ser encontrados em outras galáxias, o mecanismo descrito poderia se aplicar lá também. Muitas galáxias podem, portanto, hospedar estrelas muito jovens em seus centros. Observações planejadas com o Telescópio Espacial James Webb da NASA ou o Extremely Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile, testarão este modelo de formação estelar para a nossa galáxia, bem como para outras.

Fonte: portal.uni-koeln.de