Após estudos comparativos de uma amostra de quase 50 enxames abertos de diferentes idades na Via Láctea, uma investigação conduzida pelo IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) e pela ULL (Universidad de La Laguna), com a colaboração da Universidade Politécnica de Cartagena, mostra que, quando estes enxames estelares envelhecem, perdem a maioria dos seus membros menos massivos. Este resultado confirma que existem processos dinâmicos internos nos enxames abertos, causados pelas suas longas viagens através da Galáxia, que provocam a expulsão destas estrelas de baixa massa. O estudo, publicado na revista Astronomy & Astrophysics, utilizou dados do satélite Gaia da ESA.

Um enxame aberto é um grupo de estrelas que se formou a partir de uma única nuvem molecular. Os exemplos mais conhecidos são as Plêiades e as Híades, que podem ser vistas a olho nu no céu de inverno. Os enxames abertos são constituídos por várias centenas a vários milhares de estrelas, que estão ligadas entre si pela gravidade, embora menos fortemente do que os enxames globulares. Dado que todas as estrelas de um enxame têm a mesma origem, idade e composição química, as suas propriedades são mais fáceis de determinar do que as de estrelas isoladas, o que torna os enxames muito úteis para o estudo da formação e evolução estelar.

As estrelas nos enxames abertos partilham também um movimento comum pelo espaço, derivado do movimento da nuvem molecular a partir da qual se formaram. O estudo deste movimento permite às equipas de investigação distinguir as estrelas de um determinado enxame das estrelas que se encontram ao longo da mesma linha de visão, mas que não fazem parte do mesmo, e saber com segurança que nasceram ao mesmo tempo, que estão a uma distância comum da Terra e que estão relacionadas entre si como um grupo.

Uma equipa de cientistas liderada pela investigadora do IAC, Maruska Zerjal, utilizou as últimas medições do satélite Gaia da ESA para estudar os movimentos das estrelas que fazem parte de 50 enxames abertos a uma distância moderada do Sol. Ao escolher a amostra, a equipa estabeleceu um limite de distância de 1500 anos-luz e um limite de idade de 1000 milhões de anos, o que é 4,6 vezes inferior à idade do Sol. Dentro destes limites, foi possível detetar estrelas com pouca massa, menos de metade da massa do Sol, que são muito mais difíceis de detetar do que estrelas mais massivas e brilhantes.

"Estabelecemos um limite superior para a distância porque as estrelas de baixa massa são demasiado ténues para serem observadas como objetos isolados quando estão longe de nós, e para a idade porque sabemos que em enxames muito antigos este tipo de estrelas é quase indetetável. Concentrámo-nos nas condições em que podem ser detetadas e, desta forma, obtivemos informações exatas sobre os diferentes tipos de estrelas que compõem cada enxame", explica a investigadora.

Uma vez identificados os enxames, a equipa classificou-os em três grupos e analisou a distribuição do brilho das estrelas que os compõem. "Analisámos três grupos de enxames abertos na nossa Galáxia", explica Nicolas Lodieu, investigador do IAC e coautor do estudo. "Usando o símile das diferentes fases da vida de um ser humano, alguns enxames estão na fase juvenil, outros são adolescentes e o terceiro grupo corresponde aos adultos".

Depois de analisar cada grupo, a equipa de investigação mostrou que nos enxames mais antigos estudados, entre 100 milhões e 800 milhões de anos, há uma perda constante das estrelas menos massivas. Os enxames mais jovens, por outro lado, apresentam todos uma distribuição estelar semelhante, com as mesmas proporções dos diferentes tipos de estrelas, desde as mais massivas e brilhantes às menos massivas e mais fracas.

"Descobrimos que as distribuições de luminosidade dos enxames jovens, com idades à volta dos 50 milhões de anos, são todas muito semelhantes. Mas as distribuições de luminosidade dos enxames mais antigos, como os Plêiades e as Híades, são mais diferentes", explica Zerjal.

Segundo a equipa, esta descoberta implica duas conclusões importantes. Em primeiro lugar, a distribuição da massa das estrelas em enxames jovens parece ser um fenómeno universal. Em segundo lugar, nos enxames abertos existem processos dinâmicos internos devido às suas longas viagens através da Galáxia, que os levam a perder estrelas de baixa massa.

"À medida que os enxames abertos envelhecem, sofrem interações durante a sua viagem pela Galáxia, quer entre as estrelas do enxame, quer com nuvens moleculares ou com outros enxames. Como as estrelas não estão suficientemente unidas pela sua gravidade mútua, estes encontros tendem a dispersar as estrelas menos massivas do enxame", explica Lodieu em pormenor.

Nos próximos anos, a equipa planeia estudar novos candidatos. "Embora pareça que a distribuição inicial das estrelas é um fenómeno uniforme, teremos de investigar mais para obter evidências mais sólidas da existência destes efeitos dinâmicos", acrescenta Zerjal.

O catálogo dos enxames analisados está disponível no arquivo astronómico público do CDS (Centre de Données astronomiques de Strasbourg). Além disso, para tornar os resultados ainda mais acessíveis a um público mais vasto, a equipa desenvolveu um website interativo com todos os enxames e as estrelas que os compõem. "O objetivo deste site é facilitar novas descobertas entre profissionais e amadores, mas também encorajar os estudantes a explorar, descobrir e aprender, inspirando uma nova geração de astrónomos" conclui Lodieu, que é o investigador principal deste projeto, que foi financiado pelo Governo das Canárias.

// IAC (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)
// Artigo científico (arXiv.org)

Quer saber mais?

Enxames abertos:
CCVAlg - Astronomia
Wikipedia

Gaia:
ESA
ESA - 2
Gaia/ESA
Programa Alertas de Ciência Fotométrica do Gaia
FPR do Gaia (ESA)
FPR do Gaia (arquivo)
FPR do Gaia (artigos)
FPR do Gaia (histórias)
Catálogo DR3 do Gaia
Wikipedia