Uma estrela jovem que tem sido apresentada como exemplo da formação estelar massiva tem andado a mentir sobre a sua massa. Esta estrela encontra-se num dos primeiros estágios, em que as estrelas são conhecidas por protoestrelas, e foi chamada M17-SO1. A estrela tem tido um imenso peso nas discussões que vão existindo sobre como é que as estrelas se formam.
Há um ano atrás, um grupo de astrónomos publicou evidências de que a massa desta protoestrela seria superior a 15 massas solares. A radiação sobre uma estrela desta dimensão impediria o colapso de matéria. Mas se a matéria não pode colapsar então como é que se formam as estrelas massivas de massa superior a 15 massas solares?
"Esta é a grande questão na formação estelar actual," disse Markus Nielbock da Ruhr-Universitat Bochum na Alemanha, que com Rolf Chini mediu a massa de M17-SO1.
Uma teoria diz que os monstros estelares se formam por colisão de duas estrelas de média dimensão. Mas Chini e Nielbock encontrara sinais de que M17-SO1 estava a dissipar um disco de acreção, o que implica o mesmo tipo de processo de colapso lento que ocorre nas estrelas mais pequenas.
O grupo de Chini propôs que as estrelas muito massivas evoluem de forma similar à das estrelas de massa baixa/média paasando por uma fase contendo um disco. Isto foi um choque para a comunidade que estuda a formação de estrelas de elevada massa, em particular para os teóricos.
Dos seus dados para M17-SO1, Shigeyuki Sako (Universidade de Tóquio) e os seus colegas afirmam que a estrela tem menos de 8 massas solares.
A massa de M17-SO1 não pode ser determinada directamente pois esta está embebida na Nebulosa Omega (M17) na direcção da constelação de Sagitário. No óptico não existe quase nada que se possa observar, pelo que os astrónomos utilizam CCDs de infravermelhos, como os do telescópio Subaru, para penetrar na poeira da nebulosa.
"Determinar a massa de uma estrela rodeada pelo disco protoestelar/protoplanetário é difícil, dado que o material em redor da estrela a obscurece, especialmente quando se está observando o sistema de lado" (devido às poeiras do próprio disco).
Diagrama estrutural da M17-SO1
Crédito: Shigeyuki Sako e colaboradores
(clique na imagem para ver versão maior)
Esta perspectiva de M17-SO1 mostra um invólucro em forma de borboleta, com 150 vezes as dimensões do Sistema Solar. O grupo de Sako conseguiu mapear parte da estrutura.
"As novas observações mostram um disco circumestelar - o berço dos planetas - em fase de formação," disse Sako.
Algum do gás em torno do invólucro apresenta uma rotação evidente em torno da estrela. Medindo a rotação é possível estimar a massa central.
Foi desta forma que o grupo de Chini determinou que M17-SO1 tem 15 a 20 vezes a massa do Sol. Mas o trabalho recente de Sako que saiu na revista Nature de 21 de Abril dá-lhe apenas uma massa de 2.5 a 8 massas solares.
De acordo com Sako, analisar a rotação requer assumir acerca da temperatura e composição do gás, o que conduz a grandes incertezas na estimativa. O grupo de Chini disse que tem novos dados que poderão ajudar a resolver o assunto (ainda não divulgados).
O grupo de Sako baseia a sua teoria no facto de se a massa de M17-SO1 ser maior que 8 massas solares, terá que haver hidrogénio ionizado pela radiação nas suas vizinhanças. Embora não seja visto gás ionizado em torno de M17-SO1, Chini diz que isto apenas implica que a estrela seja muito jovem e por isso é muito cedo para ver os efeitos da ionização estelar.
Para além deste debate sobre ionização há outras razões que levam a crer que estrelas de massa superior a 8 massas solares sejam muito difíceis de formar. As estrelas pequenas formam-se pelo colapso de gás seguido de uma acreção gradual de matéria para um disco estelar. Mas se a estrela atingir 8 massas solares, pensa-se que a pressão de radiação "soprará" para longe qualquer gás remanescente.
A alternativa ao colapso é que as estrelas em enxames densos colidam ou coalescam para formar estrelas grandes. Isto evitaria o fim do abastecimento de gás. No entanto, não há grandes evidências de que as coisas se processem desta forma.
"O problema com a teoria da colisão é que não há qualquer ferramenta observacional que permita medir, isto é, provar que essa colisão tenha ocorrido," diz Chini.
Chini também disse que os modelos computacionais têm evoluído ao longo dos anos e já não é tão difícil modelar uma história de acreção para uma estrela muito massiva.
De uma forma epistemológicamente duvidosa, Chini pergunta: "Porque haveria a natureza de inventar dois mecanismos para o mesmo processo? A acreção funciona perfeitamente entre 0.1 e 10 massas solares e - como o mostram os teóricos - ainda para lá disso."
No entanto, se o grupo de Sako estiver correcto, Chini e outros terão que procurar uma outra estrela massiva a alimentar-se do disco de acreção.
"O único problema é que raramente vemos estrelas massivas em formação porque se formam muito rapidamente, o que faz delas estrelas raras," disse Debra Shepherd do National Radio Astronomy Observatory, que não está envolvida em qualquer dos grupos. Shepherd explicou que se as estrelas massivas se formam por acreção, como ganham cerca de uma massa solar por cada mil anos, podem estar formadas em menos de 20,000 anos.
