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HUBBLE DESCOBRE QUE "DISTÂNCIA" DAS ESTRELAS MAIS BRILHANTES É CRUCIAL PARA PRESERVAR DISCOS PRIMORDIAIS
2 de junho de 2020

 


Esta imagem mostra a brilhante peça central da homenagem ao 25.º aniversário do Hubble. Westerlund 2 é um enxame gigante com cerca de 3000 estrelas, localizado a 20.000 anos-luz de distância na direção da constelação da Quilha (ou Carina).
A câmara infravermelha do Hubble atravessa o véu empoeirado que envolve o berçário estelar, dando aos astrónomos uma visão clara da densa concentração de estrelas no enxame central.
Crédito: NASA, ESA, Equipa do Arquivo Hubble (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI) e Equipa Científica de Westerlund 2

 

O Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA foi usado para realizar um estudo de três anos do denso, massivo e jovem enxame estelar Westerlund 2. A investigação descobriu que o material que envolve as estrelas perto do centro do enxame está misteriosamente desprovido de nuvens densas e grandes de poeira que seria de esperar formassem planetas em alguns milhões de anos. A sua ausência é causada pelas estrelas mais massivas e brilhantes do aglomerado, que corroem e dispersam os discos de gás e poeira das estrelas vizinhas. É a primeira vez que os astrónomos analisam um exame de estrelas extremamente denso para estudar quais os ambientes favoráveis à formação planetária.

Este estudo, entre 2016 e 2019, procurou investigar as propriedades de estrelas durante as suas fases evolutivas iniciais e rastrear a evolução dos seus ambientes circum-estelares. Estes estudos haviam sido anteriormente confinados às regiões de formação estelar mais próximas e de baixa densidade. Os astrónomos usaram agora o Telescópio Espacial Hubble para estender esta pesquisa, pela primeira vez, ao centro de um dos poucos enxames estelares e jovens na Via Láctea, Westerlund 2.

Os astrónomos descobriram que os planetas têm dificuldade em se formar nesta região central do enxame. As observações também revelam que as estrelas na periferia do enxame possuem imensas nuvens de poeira formadoras de planetas incorporadas nos seus discos. Para explicar porque algumas estrelas em Westerlund 2 têm dificuldade em formar planetas, enquanto outras não, os investigadores sugerem que isso se deve principalmente à localização. As estrelas mais massivas e brilhantes do enxame reúnem-se no núcleo. Westerlund 2 contém pelo menos 37 estrelas extremamente massivas, algumas com até 100 massas solares. A sua radiação ultravioleta intensa e ventos estelares semelhantes a furacões agem como "maçaricos" e desgastam os discos em torno das estrelas vizinhas, dispersando as gigantescas nuvens de poeira.

"Basicamente, se tivermos estrelas monstruosas, a sua energia altera as propriedades dos discos," explicou a investigadora principal Elena Sabbi, do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, EUA. "Podemos ainda ter um disco, mas as estrelas mudam a composição da poeira nos discos, de modo que é mais difícil criar estruturas estáveis que eventualmente levem aos planetas. Pensamos que a poeira ou evapora em 1 milhão de anos, ou muda de composição e tamanho de forma tão dramática que os planetas não têm os blocos de construção para se formarem."

Westerlund 2 é um laboratório único para estudar processos evolutivos estelares, porque está relativamente próximo, é bastante jovem e contém uma população estelar rica. O enxame reside num berçário estelar chamado Gum 29, localizado a aproximadamente 14.000 anos-luz de distância na direção da constelação Carina (ou Quilha). O berçário estelar é difícil de observar porque está cercado por poeira, mas o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do Hubble pode espiar através do véu empoeirado no infravermelho, dando aos astrónomos uma visão clara do enxame. A visão nítida do enxame foi usada para resolver e estudar a densa concentração de estrelas no enxame central.

"Com uma idade inferior a dois milhões de anos, Westerlund 2 abriga algumas das estrelas mais massivas e quentes da Via Láctea," disse o membro da equipa Danny Lennon do Instituto de Astrofísica das Canárias e da Universidade de La Laguna. "O ambiente deste enxame é, portanto, constantemente bombardeado por fortes ventos estelares e radiação ultravioleta destas gigantes que têm massas até 100 vezes a do Sol."

Sabbi e a sua equipa descobriram que das quase 5000 estrelas em Westerlund 2 que têm massas entre 0,1 e 5 vezes a massa do Sol, 1500 delas mostram flutuações dramáticas de luminosidade, o que é comumente aceite como devido à presença de grandes estruturas empoeiradas e planetesimais. O material em órbita bloquearia temporariamente parte da luz estelar, provocando flutuações no brilho. No entanto, o Hubble detetou a assinatura de partículas de poeira apenas em torno de estrelas fora da região central. Não detetaram estas quedas de brilho em estrelas que residem dentro de 4 anos-luz do centro.

"Nós pensamos que são planetesimais ou estruturas em formação," explicou Sabbi. "Estas podem ser as sementes que eventualmente estabelecem planetas em sistemas mais evoluídos. Estes são os sistemas que não vemos perto de estrelas muito massivas. Só os vemos em sistemas fora do centro."

Graças ao Hubble, os astrónomos podem agora ver como as estrelas acretam em ambientes parecidos aos do Universo primitivo, onde os enxames eram dominados por estrelas monstruosas. Até agora, o ambiente estelar próximo e mais bem conhecido, que contém estrelas massivas, é a região de formação estelar na Nebulosa de Orionte. No entanto, Westerlund 2 é um alvo mais rico devido à sua maior população estelar.

"Westerlund 2 fornece-nos estatísticas muito melhores sobre como a massa afeta a evolução das estrelas, quão rapidamente evoluem e vemos a evolução dos discos estelares e a importância do feedback estelar na modificação das propriedades destes sistemas," disse Sabbi. "Podemos usar todas estas informações para informar modelos de formação planetária e de evolução estelar."

Este enxame será um alvo excelente para observações de acompanhamento com o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, um observatório infravermelho. O Hubble ajudou os astrónomos a identificar as estrelas que possuem possíveis estruturas planetárias. Com o Telescópio Webb, os cientistas serão capazes de estudar quais os discos em torno de estrelas que não estão a acretar material e quais os discos que ainda têm material que pode dar azo a planetas. O Webb também vai estudar a química dos discos em diferentes fases evolutivas e observar como mudam, para ajudar os astrónomos a determinar qual o papel do ambiente na sua evolução.

"Uma conclusão importante deste trabalho é que a poderosa radiação ultravioleta de estrelas massivas altera os discos em torno das estrelas vizinhas," disse Lennon. "Se isto for confirmado com medições do Telescópio Espacial James Webb, este resultado também poderá explicar porque é que os sistemas planetários são raros em enxames globulares massivos e antigos."

 

 


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Esta imagem do enxame Westerlund 2 e dos seus arredores, pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, foi divulgada para celebrar os 25 anos do Hubble em órbita e um quarto de século de novas descobertas, imagens impressionantes e ciência incrível.
A região central da imagem, que contém o enxame estelar, mistura dados óticos obtidos com o instrumento ACS (Advanced Camera for Surveys) e exposições no infravermelho próximo obtidas com o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3). A região circundante é composta por observações óticas obtidas pelo ACS.
Crédito: NASA, ESA, Equipa do Arquivo Hubble (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI) e Equipa Científica de Westerlund 2


Esta imagem, pelo DSS (Digitized Sky Survey), mostra o enxame estelar Westerlund 2 seus arredores. Uma imagem de Westerlund 2 foi divulgada para celebrar o 25.º aniversário do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA.
Crédito: NASA, ESA, DSS2


// ESA (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)
// Artigo científico (arXiv.org)
// Um olhar sobre Westerlund 2 (HubbleESA via YouTube)

Saiba mais

Notícias relacionadas:
Space Daily
PHYSORG
Forbes

Westerlund 2:
SIMBAD
Wikipedia

Discos protoplanetários:
Wikipedia

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

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
ESA
Wikipedia

 
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