Descoberto novo modo de formação de estrelas

Com informações do ESO -  10/04/2017

Concepção artística de uma galáxia formando estrelas no interior de poderosos fluxos de matéria que são lançados a partir do buraco negro supermassivo situado no núcleo da galáxia.[Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Fluxos de buracos negros

Astrônomos flagraram estrelas nascendo nos poderosos fluxos de matéria lançados por buracos negros supermassivos, situados nos núcleos das galáxias.

Estas primeiras observações confirmadas de estrelas em formação nesse tipo de ambiente extremo têm muitas consequências para a compreensão da evolução e das propriedades das galáxias inteiras.

Embora por muito tempo os cientistas acreditassem que tudo tendia a cair nos buracos negros, e nada a escapar deles, hoje eles assumem que esses objetos de gravidade descomunal estão envolvidos na geração de fluxos, "ventos" colossais de matéria, que são expelidos justamente quando a matéria circundante é atraída pelo buraco negro.

Foi no meio desse vendaval cósmico que os astrônomos descobriram estrelas nascendo. Elas estão situadas na região de colisão de duas galáxias, chamadas coletivamente IRAS F23128-5919, situadas a cerca de 600 milhões de anos-luz de distância da Terra. Curiosamente, esses ventos de buracos negros já haviam sido associados com uma menor formação de estrelas.

Estrelas ejetadas

E as estrelas parecem formar-se nos fluxos a taxas muito elevadas; os astrônomos calculam que são formadas estrelas correspondentes a um total de 30 vezes a massa do Sol por ano nesses fluxos, o que equivale a mais de um quarto da formação estelar em todo este sistema de galáxias em fusão.

A equipe detectou também uma população estelar muito jovem nos fluxos. Estas estrelas parecem ter idades inferiores a algumas dezenas de milhões de anos, e análises preliminares sugerem que estes objetos são mais quentes e brilhantes do que estrelas que se formam em meios menos extremos, como nos discos galácticos.

Para confirmar todo o processo, eles determinaram o movimento e a velocidade dessas estrelas, que indicam que elas estão se deslocando em alta velocidade, afastando-se do centro da galáxia - o que faz sentido para objetos "apanhados" numa corrente de material que se desloca em alta velocidade a partir do buraco negro no centro da galáxia.

"As estrelas que se formam no vento próximo do centro galáctico podem ser freadas ou até começar a voltar, mas as estrelas que se formam mais longe apresentam menor desaceleração, podendo até deslocar-se para fora da galáxia," disse Helen Russell, do Instituto de Astronomia de Cambridge, no Reino Unido.

• Metade das estrelas pode estar fora das galáxias

Explicações sobre as galáxias

Esta descoberta traz novas informações que ajudarão a compreender vários fenômenos astrofísicos, por exemplo, como as galáxias assumem suas formas distintas.

Por exemplo, as galáxias espirais têm uma estrutura em disco óbvia, apresentando no centro um bojo distendido de estrelas e sendo rodeadas por uma nuvem difusa de estrelas chamada halo, enquanto as galáxias elípticas são essencialmente compostas por elementos esferoidais. As estrelas formadas nos fluxos em tão grande proporção, e ejetadas do disco principal, podem ter um papel importante na determinação do formato dessas estruturas galácticas.

Além disso, o processo pode ajudar a explicar como o meio intergaláctico se enriquece de elementos pesados, uma questão que ainda permanece em aberto porque a criação de átomos mais pesados exige as pressões imensas encontradas apenas no núcleo de grandes estrelas. As estrelas dos fluxos podem fornecer possíveis explicações. Por exemplo, se elas forem lançadas para fora da galáxia e depois explodirem sob a forma de supernovas, os elementos pesados que contêm poderão ser liberados nesse meio.

Finalmente, essas estrelas podem estar envolvidas na origem da até agora inexplicável radiação cósmica de fundo infravermelha. Semelhante à mais famosa radiação cósmica de fundo de micro-ondas, o fundo infravermelho é um brilho fraco nessa região do espectro que vem de todas as direções do espaço. No entanto, a sua origem nas bandas do infravermelho próximo nunca foi verificada de modo satisfatório. Uma população de estrelas de fluxo lançadas para o espaço intergaláctico poderá contribuir para esta radiação.

Bibliografia:

Star formation in a galactic outflow
R. Maiolino, H. R. Russell, A. C. Fabian, S. Carniani, R. Gallagher, S. Cazzoli, S. Arribas, F. Belfiore, E. Bellocchi, L. Colina, G. Cresci, W. Ishibashi, A. Marconi, F. Mannucci, E. Oliva, E. Sturm
Nature
DOI: 10.1038/nature21677