A massa de uma estrela determina toda a sua história de vida, desde a forma como brilha até à forma como morre. No caso das estrelas jovens envoltas em poeira, determinar a sua massa com precisão tem sido, há muito, uma tarefa difícil…, mas novas medições no rádio estão a começar a mudar essa situação. Os astrónomos estão a ajudar a desvendar o mistério da massa das estrelas jovens no complexo de formação estelar de Oríon, medindo as suas massas com uma precisão sem precedentes.

Estrelas leves, semelhantes ao Sol, queimam combustível de forma constante durante 10 mil milhões de anos, enquanto as massivas brilham intensamente por um curto período antes de explodirem como supernovas em apenas meros milhões de anos. A massa também determina quais os elementos pesados que elas produzem, tais como carbono, oxigénio e ferro, que constituem os blocos de construção dos planetas e da vida. Além disso, influencia os tipos de planetas que se podem formar à sua volta.

Utilizando o VLBA (Very Long Baseline Array), uma rede de radiotelescópios espalhados pelos EUA que funcionam em conjunto como um único instrumento gigante, a equipa acompanhou os movimentos orbitais de uma amostra de jovens sistemas estelares binários em Oríon. As estrelas binárias são pares que orbitam um centro de massa comum, como parceiros de dança a rodopiarem um ao redor do outro. Ao observar estas "danças" com extraordinária precisão em comprimentos de onda de rádio, os investigadores conseguiram calcular as massas reais das estrelas sem recorrer a modelos teóricos. Como explica o investigador principal, o Dr. Sergio Abraham Dzib Quijano, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, "a massa estelar é a propriedade mais fundamental de uma estrela, mas é notoriamente difícil de medir em sistemas jovens e embebidos".

As jovens estrelas de Oríon estão envoltas em densas nuvens de gás e poeira, impedindo que a luz visível e até mesmo a infravermelha chegue à maioria dos telescópios. O VLBA supera esta dificuldade observando em comprimentos de onda de rádio (5 GHz), onde a poeira é transparente e a resolução extrema do conjunto de antenas (inferior a um milésimo de segundo de arco) permite distinguir binários muito íntimos que se confundem noutros comprimentos de onda.

O VLBA também consegue detetar movimentos no céu menores do que a largura de um cabelo humano, vistos a milhares de quilómetros de distância, demonstrando a notável proeza técnica por trás destas medições de massa. Na prática, isto significa medir pequenas variações na posição aparente de uma estrela no céu ao longo de meses e anos, utilizando observações repetidas para traçar o seu percurso. Cada radiotelescópio da rede VLBA regista as ondas de rádio recebidas com uma precisão extraordinária. Ao combinar os sinais de antenas espalhadas por todo os EUA, desde o Hawaii até às Ilhas Virgens, os astrónomos conseguem determinar a posição de uma estrela com uma precisão de milésimos de segundo de arco, muito superior à que é possível com uma única antena. Ao comparar como essa posição muda de época para época, conseguem observar o movimento orbital subtil causado pela gravidade de uma estrela companheira e usar esse movimento para inferir a massa de cada estrela no sistema.

Nos sistemas em que as massas medidas puderam ser comparadas com modelos padrão de evolução de estrelas jovens, os resultados foram mistos: alguns foram bem reproduzidos, enquanto pelo menos um apresentou uma discrepância clara, sugerindo que os modelos ainda podem precisar de aperfeiçoamento. As observações também revelaram companheiras anteriormente ocultas e evidências de que uma forte atividade magnética pode persistir em estrelas jovens relativamente massivas.

As estrelas jovens em Oríon são os alicerces de futuros sistemas planetários, muito semelhantes ao nosso próprio Sistema Solar. "Estas medições precisas de massa transformam agora Oríon num laboratório de precisão para testar como as estrelas jovens se formam e evoluem", afirma a Dra. Jazmin Ordonez-Toro, bolseira de pós-doutoramento no Observatório Astronómico da Universidade de Nariño, que coliderou o estudo. "Estas medições expandem enormemente a nossa compreensão de como se formam vizinhanças estelares como a nossa".

// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

Quer saber mais?

Sistema estelar:
Wikipedia

Formação estelar:
Wikipedia

Nuvem molecular de Oríon:
Wikipedia

VLBA (Very Long Baseline Array):
NRAO
Wikipedia