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HUBBLE EXPLORA A FORMAÇÃO E EVOLUÇÃO DOS ENXAMES ESTELARES NA GRANDE NUVEM DE MAGALHÃES
17 de setembro de 2019

 


Imagem de NGC 1466, uma "bola" antiga e brilhante de estrelas, pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. É um enxame globular - uma coleção de estrelas todas mantidas juntas pela gravidade - que está a mover-se lentamente pelo espaço na orla da Grande Nuvem de Magalhães, um dos nossos vizinhos galácticos mais próximos.
NGC 1466 é certamente um objeto extremo. Tem uma massa equivalente a 140.000 sóis e uma idade de mais ou menos 13,1 mil milhões de anos, o que o torna quase tão velho quanto o próprio Universo. Esta relíquia fóssil do Universo primitivo está a cerca de 160.000 anos-luz de distância.
NGC 1466 é um dos cinco enxames na GNM no qual foi medido o nível de evolução dinâmica (ou "idade dinâmica").
Crédito: ESA/Hubble e NASA

 

Assim como as pessoas da mesma idade podem variar muito em aparência e forma, o mesmo acontece com coleções de estrelas ou enxames estelares. Novas observações com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA sugerem que a idade cronológica, por si só, não conta a história completa quando se trata da evolução dos aglomerados de estrelas.

Investigações anteriores sobre a formação e evolução de enxames estelares sugeriram que estes sistemas tendem a ser compactos e densos quando se formam, antes de expandirem com o tempo para se tornarem tanto aglomerados grandes como pequenos. Novas observações do Hubble, na Grande Nuvem de Magalhães (GNM), aumentaram a nossa compreensão de como o tamanho dos enxames de estrelas na GNM muda com o tempo.

Os enxames são agregados de muitas (até um milhão) estrelas. São sistemas ativos nos quais as interações gravitacionais mútuas entre as estrelas mudam a sua estrutura ao longo do tempo (mudança conhecida pelos astrónomos como "evolução dinâmica"). Devido a estas interações, as estrelas mais massivas tendem a "afundar" progressivamente em direção à região central de um enxame, enquanto as estrelas mais leves podem escapar do sistema. Isto provoca uma contração progressiva do núcleo do enxame ao longo de diferentes escalas de tempo e significa que os aglomerados estelares com a mesma idade cronológica podem variar muito em aparência e forma devido às diferentes "idades dinâmicas."

Localizada a quase 160.000 anos-luz da Terra, a GNM é uma galáxia satélite da Via Láctea, que hospeda enxames de estrelas que abrangem uma ampla faixa de idades. Isto difere da nossa própria Via Láctea, que contém principalmente enxames de estrelas mais antigos. A distribuição de tamanhos em função da idade observada para enxames de estrelas na GNM é muito intrigante, pois os aglomerados jovens são compactos, enquanto os sistemas mais antigos têm tamanhos pequenos e grandes.

Verificou-se que todos os enxames, incluindo os da GNM, hospedam um tipo especial de estrelas revigoradas chamadas retardatárias azuis ("blue stragglers" em inglês, assim denominadas devido à sua cor e ao facto da sua evolução "atrasar-se" em relação à das suas vizinhas). Sob certas circunstâncias, as estrelas recebem combustível extra que as faz subir de massa e que as faz aumentar substancialmente de brilho. Isto pode acontecer se uma estrela retira matéria de uma vizinha, ou se colidem.

Como resultado do envelhecimento dinâmico, as estrelas mais massivas "afundam" em direção ao centro do enxame à medida que fica mais velho, num processo semelhante à sedimentação, chamado "segregação central". As retardatárias azuis são brilhantes, o que as torna relativamente fáceis de observar, e possuem massas elevadas, o que significa que são afetadas pela segregação central e que podem ser usadas para estimar a idade dinâmica de um aglomerado estelar (isto não quer dizer que todas as estrelas mais massivas e brilhantes dos enxames são retardatárias azuis).

Francesco Ferraro da Universidade de Bolonha, na Itália, e a sua equipa usaram o Telescópio Espacial Hubble para observar retardatárias azuis em cinco velhos enxames de estrelas na GNM, com tamanhos diferentes, e conseguiram classificá-los em termos da sua idade dinâmica.

"Demonstrámos que diferentes estruturas de enxames estelares são devidas a diferentes níveis de envelhecimento dinâmico: têm formas diferentes físicas, apesar de terem nascido no mesmo tempo cósmico. É a primeira vez que o efeito do envelhecimento dinâmico é medido nos enxames da GNM," diz Ferraro.

"Estes achados apresentam áreas intrigantes para investigações adicionais, pois revelam uma nova e valiosa maneira de ler os padrões observados de aglomerados estelares na Grande Nuvem de Magalhães, fornecendo novas pistas sobre a história da formação de enxames nessa galáxia," acrescenta a coautora Barbara Lanzoni.

 

 


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As estrelas retardatárias azuis são, obviamente, azuis e brilhantes, com uma massa superior à média para um enxame, e espera-se que "afundem" na direção do centro de um enxame com o passar do tempo. Aquelas mais próximas do núcleo do aglomerado são as primeiras a migrar para dentro, enquanto as retardatárias azuis mais distantes movem-se progressivamente para dentro.
Crédito: ESA/Hubble & NASA, L. Calçada


Esta ilustração demonstra os dois cenários de formação das retardatárias azuis.
A imagem da esquerda mostra o modelo de colisão onde duas estrelas de baixa massa, num ambiente lotado, sofrem uma colisão frontal, combinando o seu combustível e massa para formar uma única estrela quente.
A imagem da direita ilustra o modelo "vampiro" que consiste num par de estrelas que sofre uma transformação, em que a estrela de massa mais baixa "suga" hidrogénio à companheira mais massiva, alimentando o seu renascimento.
Crédito: ESA/Hubble, M. Kornmesser


// ESA (comunicado de imprensa)
// Hubblesite (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (arXiv.org)
// Animação das retardatárias azuis (HubbleESA via YouTube)

Saiba mais

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Enxames estelares:
Enxame globular (Wikipedia)

"Blue stragglers" (estrelas retardatárias azuis):
Wikipedia

Grande Nuvem de Magalhães:
Wikipedia
SEDS.org

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais

 
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