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Astronomia21/06/2022

Misteriosas ‘bolhas azuis’ revelam novo tipo de sistema estelar

SECCO1, no centro da imagem: nova classe de sistema estelar. Crédito: Michael Jones

21/06/22 - 09h22min

Astrônomos da Universidade do Arizona (EUA) identificaram cinco exemplos de uma nova classe de sistema estelar. Eles não são exatamente galáxias e só existem isoladamente.

Os novos sistemas estelares contêm apenas estrelas jovens e azuis, que estão distribuídas em um padrão irregular e parecem existir em surpreendente isolamento de qualquer galáxia-mãe em potencial.

Os sistemas estelares – que, segundo os astrônomos, aparecem através de um telescópio como “bolhas azuis” e são do tamanho de pequenas galáxias anãs – estão localizados dentro do relativamente próximo aglomerado de galáxias de Virgem. Os cinco sistemas estão separados de quaisquer galáxias-mãe em potencial por mais de 300 mil anos-luz em alguns casos, tornando difícil identificar suas origens.

Lição sobre o inesperado

Os astrônomos encontraram os novos sistemas depois que outro grupo de pesquisa, liderado por Elizabeth Adams, do Instituto Holandês de Radioastronomia, compilou um catálogo de nuvens de gás próximas, fornecendo uma lista de locais potenciais de novas galáxias. Depois que esse catálogo foi publicado, vários grupos de pesquisa, incluindo um liderado por David Sand, professor associado de astronomia da Universidade do Arizona, começaram a procurar estrelas que pudessem estar associadas a essas nuvens de gás.

Pensava-se que as nuvens estavam associadas à nossa própria galáxia, e a maioria delas provavelmente está. No entanto, quando a primeira coleção de estrelas, chamada SECCO1, foi descoberta, os astrônomos perceberam que ela não estava perto da Via Láctea, mas sim no aglomerado de Virgem, que está bem mais distante, mas ainda muito próximo na escala do universo.

SECCO1 foi uma das “bolhas azuis” muito incomuns, disse Michael Jones, pós-doutorando no Observatório Steward da Universidade do Arizona e principal autor de um estudo que descreve os novos sistemas estelares. Jones apresentou as descobertas, cujo coautor foi Sand, durante a 240ª reunião da American Astronomical Society em Pasadena, Califórnia, em 15 de junho.

“É uma lição sobre o inesperado”, disse Jones. “Quando você está procurando coisas, não necessariamente vai encontrar o que está procurando, mas pode encontrar outra coisa muito interessante.”

A equipe obteve suas observações do Telescópio Espacial Hubble, do telescópio Very Large Array (VLA) no Novo México (EUA) e do Very Large Telescope (VLT) no Chile. Outro coautor do estudo, Michele Bellazzini, do Instituto Nacional de Astrofísica na Itália, liderou a análise dos dados do VLT e apresentou um artigo complementar com foco nesses dados.

Combinação inesperada

Os astrônomos descobriram que, na sua maioria, as estrelas em cada sistema são muito azuis e muito jovens e contêm muito pouco gás hidrogênio atômico. Isso é significativo porque a formação de estrelas começa com gás hidrogênio atômico, que posteriormente evolui para nuvens densas de gás hidrogênio molecular antes de se transformar em estrelas.

“Observamos que a maioria dos sistemas não possui gás atômico, mas isso não significa que não haja gás molecular”, disse Jones. “De fato, deve haver algum gás molecular porque eles ainda estão formando estrelas. A existência de estrelas principalmente jovens e pouco gás sinaliza que esses sistemas devem ter perdido seu gás recentemente.”

A combinação de estrelas azuis e falta de gás foi inesperada, assim como a falta de estrelas mais velhas nos sistemas. A maioria das galáxias tem estrelas mais velhas, que os astrônomos chamam de “vermelhas e mortas”.

“As estrelas que nascem vermelhas têm massa menor e, portanto, vivem mais do que as estrelas azuis, que queimam rapidamente e morrem jovens. Então, as estrelas vermelhas velhas geralmente são as últimas que restam vivas”, disse Jones. “E elas estão mortas porque não têm mais gás para formar novas estrelas. Essas estrelas azuis são como um oásis no deserto, basicamente.”

Pistas da formação

O fato de os novos sistemas estelares serem abundantes em metais sugere como eles podem ter se formado.

“Para os astrônomos, os metais são qualquer elemento mais pesado que o hélio”, disse Jones. “Isso nos diz que esses sistemas estelares se formaram a partir de gás que foi retirado de uma grande galáxia, porque a forma como os metais são construídos é por muitos episódios repetidos de formação de estrelas, e você só consegue isso em uma grande galáxia.”

Existem duas maneiras principais de extrair gás de uma galáxia. O primeiro é a força de maré, que ocorre quando duas grandes galáxias passam uma pela outra e gravitacionalmente arrancam gás e estrelas. O outro é conhecido como pressão de arrasto.

“É como se você caísse de barriga em uma piscina”, disse Jones. “Quando a barriga de uma galáxia cai em um aglomerado cheio de gás quente, seu gás é forçado a sair por trás dele. Esse é o mecanismo que achamos que estamos vendo aqui para criar esses objetos.”

Reciclagem de gás e estrelas

A equipe prefere a explicação da pressão de arrasto porque, para que as bolhas azuis se tornem tão isoladas quanto estão, elas devem estar se movendo muito rapidamente, e a velocidade da força de maré é baixa em comparação com a pressão de arrasto.

Os astrônomos esperam que um dia esses sistemas se dividam em aglomerados individuais de estrelas e se espalhem pelo aglomerado de galáxias maior.

O que os pesquisadores aprenderam alimenta a maior “história de reciclagem de gás e estrelas no universo”, disse Sand. “Achamos que esse processo de ‘queda de barriga’ transforma muitas galáxias espirais em galáxias elípticas em algum nível, então aprender mais sobre o processo geral nos ensina mais sobre a formação de galáxias.”

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