"PESAGEM" DE ESTRELAS MASSIVAS EM GALÁXIA VIZINHA REVELA EXCESSO DE "PESOS-PESADOS"
9 de janeiro de 2018
A Nebulosa da Tarântula (ou 30 Doradus), na primeira imagem obtida pelo TRAPPIST no Observatório La Silla.
Crédito: TRAPPIST/E. Jehin/ESO
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Uma equipa internacional de astrónomos revelou uma superabundância "surpreendente" de estrelas massivas numa galáxia vizinha.
A descoberta, feita na gigantesca região de formação estelar 30 Doradus na Grande Nuvem de Magalhães, tem consequências importantes para a nossa compreensão de como as estrelas transformaram o Universo pristino no Universo em que vivemos hoje.
Os resultados foram publicados na revista Science.
O autor principal Fabian Schneider, investigador no Departamento de Física da Universidade de Oxford, afirma: "Ficámos surpreendidos quando percebemos que 30 Doradus formou muitas mais estrelas massivas do que o esperado."
Como parte do levantamento VFTS (VLT-FLAMES Tarantula Survey), a equipa usou o VLT (Very Large Telescope) do ESO para observar quase 1000 estrelas gigantes em 30 Doradus, um enorme berçário estelar também conhecido como Nebulosa da Tarântula. A equipa usou análises detalhadas de aproximadamente 250 estrelas com massas entre 15 e 200 vezes a massa do nosso Sol para determinar a distribuição de estrelas massivas nascidas em 30 Doradus - a chamada função de massa inicial (initial mass function ou IMF, em inglês).
As estrelas massivas são particularmente importantes para os astrónomos devido à sua enorme influência nos arredores (conhecida como "feedback"). Podem explodir como espetaculares supernovas no final das suas vidas, formando alguns dos objetos mais exóticos do Universo - estrelas de neutrões e buracos negros.
O coautor Hugues Sana da Universidade de Leuven, na Bélgica, acrescenta: "Nós fomos não só surpreendidos pelo grande número de estrelas massivas, mas também pela sua IMF que é densamente amostrada até às 200 massas solares." Até recentemente, a existência de estrelas até 200 massas solares era altamente disputada e o estudo mostra que parece provável uma massa máxima de nascimento estelar de 200-300 sóis.
Na maior parte dos locais do Universo estudados pelos astrónomos até à data, as estrelas tornam-se mais raras quanto mais massivas são. A IMF prevê que a maioria da massa estelar se encontre em estrelas de baixa massa e que menos de 1% de todas as estrelas nascem com massas superiores a 10 vezes a do Sol. A medição da proporção de estrelas massivas é extremamente complexa - principalmente devido à sua escassez - e há apenas um punhado de locais no Universo onde isto pode ser feito.
A equipa voltou-se para 30 Doradus, a maior região local de formação estelar, que hospeda algumas das estrelas mais massivas já encontradas, e determinou as massas estelares com ferramentas observacionais, teóricas e estatísticas únicas. Esta grande amostra permitiu que os cientistas obtivessem o segmento mais preciso de massa elevada da IMF até à data, e mostrar que as estrelas massivas são muito mais abundantes do que se pensava. Chris Evans do Centro de Astronomia e Tecnologia do Reino Unido, investigador principal do VFTS e coautor do estudo, acrescenta: "De facto, os nossos resultados sugerem que a maioria da massa estelar, na realidade, já não está em estrelas de baixa massa, mas que uma fração significativa está em estrelas de massa elevada."
As estrelas são motores cósmicos e produziram a maioria dos elementos químicos mais pesados do que o hélio, desde o oxigénio que respiramos todos os dias até ao ferro no nosso sangue. Durante as suas vidas, as estrelas gigantes produzem grandes quantidades de radiação ionizante e energia cinética através de fortes ventos estelares. A radiação ionizante das estrelas massivas foi crucial para a reiluminação do Universo após a chamada Idade das Trevas, e o seu feedback mecânico impulsiona a evolução das galáxias. Philipp Podsiadlowski, coautor do estudo e da Universidade de Oxford, explica: "Para entender quantitativamente todos estes mecanismos de feedback e, portanto, o papel das estrelas gigantes no Universo, precisamos de saber quantos destes astros gigantes nascem."
Fabian Schneider acrescentou: "Os nossos resultados têm consequências de longo alcance para a compreensão do nosso cosmos: podem existir 70% mais supernovas, triplicando os rendimentos químicos e até quatro vezes a radiação ionizante das populações de estrelas massivas. Além disso, a taxa de formação de buracos negros pode aumentar 180%, traduzindo-se diretamente num aumento correspondente de fusões de buracos negros binários que foram recentemente detetados através dos seus sinais de ondas gravitacionais."
A investigação da equipa deixa muitas questões em aberto, que pretendem investigar no futuro: quão universais são os achados e quais são as consequências para a evolução do nosso cosmos e para a ocorrência de supernovas e eventos de ondas gravitacionais?
