Fonte estelar da juventude com história de formação turbulenta no centro da nossa galáxia

Telescópio da Nasa identificou água gelada e um aglomerado com estrelas estranhamente jovens no "coração" da nossa galáxia, onde fica o buraco negro Sagitário A* 

Uma visão multicomprimento de onda da região do buraco negro supermassivo Sgr A* (X amarelo). As estrelas são vermelhas, a poeira é azul — Foto: Florian Peißker / University of Cologne

Uma equipe internacional liderada pelo Dr. Florian Peißker, do Instituto de Astrofísica da Universidade de Colônia, analisou detalhadamente um jovem aglomerado de estrelas nas imediações do buraco negro supermassivo Sagitário A* (Sgr A*) no centro da nossa galáxia e mostrou que é significativamente mais jovem do que o esperado.

Este aglomerado, conhecido como IRS13, foi descoberto há mais de vinte anos, mas só agora foi possível determinar detalhadamente os membros do aglomerado, combinando uma grande variedade de dados – obtidos com vários telescópios ao longo de um período de várias décadas. As estrelas têm cerca de 100.000 anos e, portanto, são extraordinariamente jovens para condições estelares. Em comparação, o nosso Sol tem cerca de 5 mil milhões de anos.

Devido à radiação de alta energia, bem como às forças de maré da galáxia, na verdade não deveria ser possível que um número tão grande de estrelas jovens estivesse na vizinhança direta do buraco negro supermassivo. O estudo foi conduzido sob o título ‘The Evaporating Massive Embedded Stellar Cluster IRS 13 Close to Sgr A*. I. Detecção de uma rica população de objetos empoeirados no cluster IRS13’ e agora apareceu no The Astrophysical Journal .

Em conexão com o estudo atual, um outro resultado notável também foi publicado. Pela primeira vez, o Telescópio Espacial James Webb (JWST) foi usado para registrar um espectro livre de interferência atmosférica do Centro Galáctico. Um prisma a bordo do telescópio foi desenvolvido no Instituto de Astrofísica no grupo de trabalho liderado pelo Professor Dr. Andreas Eckart, co-autor da publicação.

O espectro atual mostra que existe água gelada no Centro Galáctico. Este gelo de água, que é frequentemente encontrado nos discos de poeira em torno de objetos estelares muito jovens, é outro indicador independente da tenra idade de algumas estrelas próximas do buraco negro.

Além da detecção inesperada de estrelas jovens e água gelada pelo JWST, os investigadores liderados pelo Dr. Peißker também descobriram que o IRS13 tem uma história turbulenta de formação por trás dele. Os resultados do estudo sugerem que o IRS13 migrou em direção ao buraco negro supermassivo através de fricção com o meio interestelar, colisões com outros aglomerados estelares ou processos internos. A uma certa distância, o aglomerado foi então “capturado” pela gravitação do buraco negro.

Neste processo, um choque de proa pode ter se formado no topo do aglomerado a partir da poeira que o rodeia, semelhante à ponta de um navio na água. O aumento associado na densidade da poeira estimulou ainda mais a formação de estrelas. Esta é uma explicação porque estas estrelas jovens estão sobretudo no topo ou na frente do aglomerado. 

“A análise do IRS13 e a interpretação do aglomerado que a acompanha é a primeira tentativa de desvendar um mistério de uma década sobre as estrelas inesperadamente jovens no Centro Galáctico”, segundo o Dr. “Além do IRS13, existe um aglomerado de estrelas, o chamado aglomerado S, que está ainda mais próximo do buraco negro e também é composto por estrelas jovens.

Eles também são significativamente mais jovens do que seria possível de acordo com as teorias aceitas.” As descobertas do IRS13 proporcionam a oportunidade de futuras pesquisas estabelecerem uma ligação entre a vizinhança direta do buraco negro e regiões a vários anos-luz de distância. Michal Zajaček, segundo autor do estudo e cientista da Universidade Masaryk em Brno (República Checa), acrescentou:

“O aglomerado estelar IRS13 parece ser a chave para desvendar a origem da densa população estelar no centro da nossa galáxia. Reunimos extensas evidências de que estrelas muito jovens dentro do alcance do buraco negro supermassivo podem ter se formado em aglomerados estelares como o IRS13. Esta é também a primeira vez que conseguimos identificar populações estelares de diferentes idades – estrelas quentes da sequência principal e estrelas jovens emergentes – no aglomerado tão próximo do centro da Via Láctea.”

Fonte: Universidade de Colônia