A formação de estrelas é um dos fenômenos mais básicos do Universo. Dentro das estrelas, o material primordial do Big Bang é transformado em elementos mais pesados que observamos hoje. Nas atmosferas estendidas de certos tipos de estrelas, esses elementos se combinam em sistemas mais complexos, como moléculas e grãos de poeira, os alicerces para novos planetas, estrelas e galáxias e, finalmente, para a vida. Os processos violentos de formação de estrelas permitem que galáxias opacas brilhem na escuridão do espaço profundo e as tornem visíveis para nós a grandes distâncias.
A formação de estrelas começa com o colapso das partes mais densas das nuvens interestelares, regiões que são caracterizadas por uma concentração comparativamente alta de gás molecular e poeira, como o complexo Orion (ESO PR Foto 20/04) e a região do Centro Galáctico (ESO Press Release 26 / 03) Como esse gás e poeira são produtos de formação estelar anterior, deve ter havido uma época inicial em que ainda não existia.
Mas como se formaram as primeiras estrelas? De fato, descrever e explicar a "formação estelar primordial" - sem gás e poeira molecular - é um grande desafio na astrofísica moderna.
Uma classe específica de galáxias relativamente pequenas, conhecidas como "Galáxias Anãs Azuis", possivelmente fornece exemplos próximos e contemporâneos do que pode ter ocorrido no início do Universo durante a formação das primeiras estrelas. Essas galáxias são pobres em poeira e elementos mais pesados. Eles contêm nuvens interestelares que, em alguns casos, parecem bastante semelhantes às nuvens primordiais das quais as primeiras estrelas foram formadas. E, no entanto, apesar da relativa falta de poeira e gás molecular que formam os ingredientes básicos para a formação estelar como a conhecemos da Via Láctea, essas galáxias de anão azul às vezes abrigam regiões muito ativas de formação de estrelas. Assim, estudando essas áreas, podemos esperar entender melhor os processos de formação de estrelas no início do Universo.
Formação estelar muito ativa em NGC 5253
NGC 5253 é uma das galáxias mais conhecidas das Anãs Azuis; está localizado a uma distância de cerca de 11 milhões de anos-luz na direção da constelação do sul Centaurus. Há algum tempo, um grupo de astrônomos europeus [1] decidiu examinar mais de perto esse objeto e estudar os processos de formação de estrelas no ambiente primordial desta galáxia.
É verdade que o NGC 5253 contém poeira e elementos mais pesados, mas significativamente menos que a nossa própria galáxia da Via Láctea. No entanto, é bastante extremo como um local de intensa formação estelar, uma profusa “galáxia de explosão estelar” na terminologia astronômica e um objeto primordial para estudos detalhados da formação estelar em larga escala.
O ESO PR Photo 31a / 04 fornece uma vista impressionante do NGC 5253. Esta imagem composta é baseada em uma exposição por infravermelho próximo obtida com o instrumento ISAAC multimodo montado no telescópio VLT Antu de 8,2 m no Observatório Paranal do ESO (Chile) , bem como duas imagens na banda de onda óptica obtidas no arquivo de dados do Telescópio Espacial Hubble (localizado no ESO Garching). A imagem VLT (na banda K no comprimento de onda 2,16 µm) é codificada em vermelho, as imagens HST são azuis (banda V em 0,55 µm) e verde (banda I em 0,79 µm), respectivamente.
A enorme capacidade de captação de luz e a excelente qualidade óptica do VLT tornaram possível obter uma imagem infravermelha próxima muito detalhada (cf. PR Photo 31b / 04) durante uma exposição de apenas 5 minutos. As excelentes condições atmosféricas de Paranal no momento da observação (ver 0,4 arcseg) permitem a combinação de dados espaciais e terrestres em uma foto colorida desse objeto interessante.
Uma grande faixa de poeira é visível no lado oeste (direito) da galáxia, mas manchas de poeira são visíveis por toda parte, junto com um grande número de estrelas coloridas e aglomerados estelares. As diferentes tonalidades de cores são indicativas da idade dos objetos e do grau de obscurecimento pela poeira interestelar. A imagem VLT com infravermelho próximo penetra muito melhor nas nuvens de poeira do que as imagens ópticas HST, e alguns objetos profundamente incorporados que não são detectados na óptica aparecem, portanto, em vermelho na imagem combinada.
Medindo o tamanho e o brilho infravermelho de cada um desses objetos "ocultos", os astrônomos conseguiram distinguir estrelas de aglomerados estelares; eles contam nada menos que 115 clusters. Também foi possível derivar suas idades - cerca de 50 deles são muito jovens em termos astronômicos, menos de 20 milhões de anos. A distribuição das massas das estrelas aglomeradas se assemelha à observada em aglomerados em outras galáxias de explosão estelar, mas o grande número de aglomerados e estrelas jovens é extraordinário em uma galáxia tão pequena quanto NGC 5253.
Quando são obtidas imagens de NGC 5253 em comprimentos de onda progressivamente mais longos, cf. ESO PR Photo 31c / 04, que foi tirada com o VLT na banda L (comprimento de onda de 3,7 µm), a galáxia parece bem diferente. Ele não exibe mais a riqueza das fontes vistas na imagem da banda K e agora é dominado por um único objeto brilhante. Por meio de um grande número de observações em diferentes regiões de comprimento de onda, da óptica ao rádio, os astrônomos descobrem que esse único objeto emite tanta energia na parte infravermelha do espectro quanto a galáxia inteira na região óptica. A quantidade de energia irradiada em diferentes comprimentos de onda mostra que é um cluster estelar jovem (alguns milhões de anos), muito massivo (mais de um milhão de massas solares), incorporado em uma nuvem de poeira densa e pesada (mais de 100.000 massas solares de poeira ; a emissão vista na foto PR 31c / 04 vem dessa poeira).
Uma visão para o início
Esses resultados mostram que uma galáxia tão pequena quanto a NGC 5253, quase 100 vezes menor que a nossa própria Via Láctea, pode produzir centenas de aglomerados estelares compactos. O mais jovem desses aglomerados ainda está profundamente enraizado em suas nuvens natais, mas quando observados com instrumentos sensíveis ao infravermelho como ISAAC no VLT, eles se destacam como objetos muito brilhantes.
O mais massivo desses aglomerados possui cerca de um milhão de massas solares e brilha tanto quanto 5000 estrelas massivas muito brilhantes. Pode muito bem ser muito semelhante aos progenitores no Universo primitivo dos antigos aglomerados globulares que agora observamos em grandes galáxias como a Via Láctea. Nesse sentido, o NGC 5253 nos fornece uma visão direta de nossos próprios começos.
Nota
[1] O grupo é composto por Giovanni Cresci (Universidade de Florença, Itália), Leonardo Vanzi (ESO-Chile) e Marc Sauvage (CEA / DSN / DAPNIA, Saclay, França). Mais detalhes sobre a presente investigação estão disponíveis em um artigo de pesquisa (“A população de aglomerados estelares do NGC 5253”, de G. Cresci et al.), A ser publicada em breve no principal periódico de pesquisa Astronomy & Astrophysics (uma pré-impressão está disponível como astro-ph / 0411486).
Fonte original: Comunicado de imprensa do ESO
Aqui estão mais informações sobre como as estrelas são formadas.
