Mistério da formação estelar revelado por corações de nuvens moleculares

Dados dos maiores radiotelescópios do mundo contêm pistas

Uma equipe internacional de astrônomos revelou uma misteriosa formação estelar no extremo da galáxia M83. Esta pesquisa foi apresentada hoje em uma conferência de imprensa na 243ª reunião da American Astronomical Society (AAS) em Nova Orleans, Louisiana.

A pesquisa na extremidade mais distante da galáxia M83 revela uma formação estelar incomum em um ambiente extremo. Esta área, destacada em amarelo, é mostrada em dados de vários instrumentos diferentes. Da esquerda para a direita: imagem óptica do CTIO, imagem ultravioleta do GALEX, imagem HI 21cm do VLA e GBT, e imagem CO(3-2) do ALMA. Nesta última imagem, são mostrados os “corações” de nuvens moleculares em formação de estrelas, circulados em branco. Crédito: J. Koda et al.

A pesquisa utilizou vários instrumentos, incluindo o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), o Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) e o Green Bank Telescope (GBT) do NRAO, juntamente com o Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ). ) Telescópio Subaru e NASA Galaxy Evolution Explorer (GALEX).

Normalmente, novas estrelas se formam devido ao encolhimento do gás atômico difuso em concentrações de gás molecular, chamadas nuvens moleculares, cujos núcleos de alta densidade em seu centro desencadeiam a formação de estrelas. Este processo é esperado na parte interna das galáxias, mas torna-se cada vez mais raro na periferia das galáxias.

Mónica Rubio, astrônoma da Universidade do Chile e parte da equipe de pesquisa, acha “emocionante descobrir esta pequena nuvem molecular tão longe da borda óptica da M83 e exposta a um alto campo de radiação ultravioleta”. Ela explica ainda que "a sensibilidade e o poder de resolução sem precedentes do ALMA tornaram esta descoberta possível. Isto mostra que estas nuvens moleculares não são resolvidas com uma resolução de 6 pc. São ainda mais pequenas! Isto é óptimo."

Existe um número surpreendente de estrelas muito jovens nas extremidades de muitas galáxias, mas os cientistas não conseguiam compreender como e porquê estas estrelas foram criadas porque não conseguiam identificar os seus locais de formação. Esta pesquisa descobriu 23 nuvens moleculares que mostravam um tipo diferente de formação estelar.

Os grandes corpos destas nuvens não eram visíveis como as nuvens moleculares “normais” – apenas os seus núcleos densos formadores de estrelas, os “corações” das nuvens, foram observados. Esta descoberta fornece uma pista essencial para a compreensão dos processos físicos que geralmente levam à formação de estrelas.

"A formação estelar nas bordas das galáxias tem sido um mistério persistente desde a sua descoberta pelo satélite GALEX da NASA há 18 anos," disse o astrónomo Jin Koda da Universidade Stony Brook, que liderou esta investigação, "Pesquisas anteriores por nuvens moleculares neste ambiente revelaram-se mal sucedido." 

David Thilker, da Universidade Johns Hopkins, que originalmente descobriu a atividade de formação estelar que ocorre nos arredores de M83 e de outras galáxias, comentou: "Tem sido gratificante ver a busca por nuvens densas associadas ao disco externo finalmente se concretizar, revelando uma impressão digital observacional caracteristicamente diferente para as nuvens moleculares." 

A revelação destas nuvens moleculares revelou uma ligação a um extenso reservatório de gás atómico difuso, outra descoberta desta investigação. Normalmente, o gás atômico condensa em nuvens moleculares densas, onde núcleos ainda mais densos se desenvolvem e formam estrelas. Este processo está em operação mesmo nas bordas das galáxias, mas a conversão deste  gás  atômico em nuvens moleculares não foi evidente por razões que ainda não foram resolvidas.

Amanda Lee, uma estudante de graduação da equipe de pesquisa de Koda, processou dados do GBT e VLA para essas descobertas. Com isso, ela descobriu o reservatório de gás atômico na borda da galáxia. “Ainda não compreendemos porque é que  este  gás atómico não se transforma eficientemente em nuvens moleculares densas e forma estrelas.”

Como costuma acontecer na astronomia, buscar respostas para um mistério pode levar a outro. “É por isso que a pesquisa em astronomia é emocionante”, acrescenta Lee, que agora está cursando seu doutorado. em astronomia na UMass Amherst.

Thilker acrescentou: "Estou entusiasmado em ver esta nova oportunidade aproveitada de forma mais ampla no ambiente do disco externo, a fim de obter uma visão mais profunda dos processos físicos centrais para o crescimento de dentro para fora das galáxias que ainda acontecem na atual época cósmica."

"Quando comecei, não sabia que papel o meu trabalho iria desempenhar. Foi muito emocionante vê-lo contribuir para o panorama geral da formação estelar," disse Lee.

Fonte: almaobservatory.org