Confirmado: estrelas são a fonte de produção de elementos pesados

JPL-Caltech / NASA

Impressão de artista de um buraco negro rodeado por nuvens extremamente densas de gás e poeira.

Impressão de artista de um buraco negro rodeado por nuvens extremamente densas de gás e poeira.

Uma equipe de astrônomos norte-americanos usou novos dados para mostrar que as estrelas são responsáveis pela produção de poeira em escalas galácticas.

As galáxias são muitas vezes imaginadas como grandes massas cintilantes com estrelas, mas elas também contêm muito gás e poeira.

Agora, uma equipe liderada por astrônomos da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), nos Estados Unidos, usou novos dados para mostrar que as estrelas são responsáveis pela produção de poeira em escalas galácticas, componente chave de planetas rochosos, como a Terra – um achado consistente com uma teoria de longa data.

Jean Turner, professora da UCLA no departamento de astronomia e física, sua estudante de pós-graduação, Michelle Consiglio, e outros dois colaboradores, observaram uma galáxia a cerca de 33 milhões de anos-luz de distância.

Os pesquisadores se concentraram nesta galáxia, chamada “II Zw 40”, porque ela está formando vigorosamente estrelas e, portanto, é útil para testar teorias de formação delas. “Esta galáxia tem uma das maiores regiões formadoras de estrelas no universo local”, explica Turner.

Os pesquisadores, liderados por Consiglio, obtiveram imagens de II Zw 40 usando o telescópio Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA). Este telescópio, localizado no deserto do Atacama, no Chile, é composto por um conjunto de 66 telescópios individuais que funcionam como um único grande observatório.

Em 2011, Turner tirou um período sabático de três meses da UCLA para ajudar a preparar o Atacama Array para ser usado pela comunidade astronômica. “Eu ajudei com a redução de dados e servi como astrônoma de plantão”, disse ela.

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Astrophysical Journal Letters.

Aglomerados de estrelas

O telescópio é sensível à luz na parte milimétrica e submilimétrica do espectro eletromagnético, apenas um pouco mais curto que as microondas.

Capturar esse tipo de luz requer um telescópio em altitudes elevadas – este é construído em um platô a quase 5 mil metros – porque “a atmosfera da Terra está começando a absorver muito fortemente esses comprimentos de onda”, diz Turner.

“Todos os cientistas do ALMA trabalham em uma elevação mais baixa porque você não dá para pensar muito bem a essa altura”, acrescenta a pesquisadora.

Consiglio e sua equipe observaram a região central de II Zw 40, uma parte da galáxia com dois jovens aglomerados de estrelas, cada um contendo aproximadamente um milhão de estrelas. Ao pegar imagens dos aglomerados de estrelas de II Zw 40 em diferentes comprimentos de onda, eles construíram um mapa que rastreou a poeira na galáxia.

(dr) S. M. Consiglio et al / UCLA

Na galáxia II Zw 40 (a amarelo) a poeira estelar está associada com regiões formadoras de estrelas (laranja)

Na galáxia II Zw 40 (a amarelo) a poeira estelar está associada com regiões formadoras de estrelas (laranja)

A poeira astronômica – feita principalmente de carbono, silício e oxigênio – é prevalente no universo. “Se você olhar para a Via Láctea no céu, parece meio irregular e manchada, isso é devido à poeira que bloqueia a luz”, explica Turner.

Os pesquisadores testaram se a localização da poeira da galáxia era consistente com a localização dos aglomerados de estrelas da galáxia, e descobriram que era: Consiglio e sua equipe mostraram que a poeira de II Zw 40 estava concentrada dentro de uma área de aproximadamente 320 anos-luz dos aglomerados de estrelas.

A poeira está toda focada perto do aglomerado duplo”, diz Turner. Esta observação dá suporte à hipótese de que estrelas são responsáveis pela produção de poeira. “Os dois aglomerados são uma ‘fábrica de fuligem’ poluindo seu ambiente local”, compara Consiglio.

Estrelas Maciças

Os cientistas há muito tempo teorizam que as estrelas produzem poeira ao expulsar os elementos fundidos profundamente dentro de seus interiores, enriquecendo suas galáxias hospedeiras com elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio. No entanto, os dados astronômicos até o momento não respaldavam essa afirmação.

“As pessoas procuraram esse enriquecimento em larga escala de galáxias, mas não haviam o visto antes”, afirma Turner. “Estamos vendo o enriquecimento em escala galáctica e vendo claramente de onde ele está vindo”, aponta.

Os pesquisadores propõem que o enriquecimento de poeira é tão óbvio nos aglomerados de II Zw 40 porque eles contêm um grande número de estrelas maciças, muito jovens, que são as produtoras de poeira.

“As escalas de tempo evolutivas delas são curtas o suficiente para que você veja a poeira antes que ela tenha a chance de se dispersar muito longe de sua fonte”, propõe Turner. “Estamos olhando para o melhor lugar para ver o enriquecimento de poeira, em grandes aglomerados de estrelas”, acrescenta Consiglio.

Esses novos resultados motivam a equipe a observar mais aglomerados de estrelas. “Este é um instantâneo de um aglomerado duplo, com uma determinada idade, em uma galáxia”, disse Turner.

Nosso objetivo agora é encontrar outras fontes e olhar para elas em diferentes estágios de evolução para entender melhor a evolução desses aglomerados de estrelas gigantes e como eles enriquecem seu ambiente com poeira”, finaliza.

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