Uma equipe de astrônomos usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) concluiu o primeiro censo de nuvens moleculares no Universo próximo, revelando que, ao contrário da opinião científica anterior, esses berçários estelares não parecem e nem agem todos da mesma forma. Na verdade, eles são tão diversos quanto as pessoas, casas, bairros e regiões que constituem nosso próprio mundo. 

Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), os cientistas concluíram um censo de quase 100 galáxias no Universo próximo, mostrando seus comportamentos e aparências. Os cientistas compararam os dados do ALMA aos do Telescópio Espacial Hubble, mostrados em composição aqui. A pesquisa concluiu que, ao contrário da opinião científica popular, nem todos os viveiros estelares se parecem e agem da mesma forma. Na verdade, como mostrado aqui, eles são tão diferentes quanto os bairros, cidades, regiões e países que compõem nosso próprio mundo. Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / PHANGS, S. Dagnello (NRAO)

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As estrelas são formadas por nuvens de poeira e gás chamadas nuvens moleculares ou berçários estelares. Cada berçário estelar no Universo pode formar milhares ou até dezenas de milhares de novas estrelas durante sua vida. Entre 2013 e 2019, os astrônomos do projeto PHANGS - Física em Alta Resolução Angular nas Galáxias Próximas - conduziram a primeira pesquisa sistemática de 100.000 berçários estelares em 90 galáxias no Universo próximo para obter uma melhor compreensão de como eles se conectam de volta às suas galáxias originais.

“Costumávamos pensar que todos os berçários estelares em todas as galáxias deveriam ser mais ou menos iguais, mas esta pesquisa revelou que este não é o caso, e os berçários estelares mudam de um lugar para outro”, disse Adam Leroy, Professor Associado de Astronomia na Ohio State University (OSU), e autor principal do artigo que apresenta a pesquisa PHANGS ALMA. “Esta é a primeira vez que tiramos imagens de ondas milimétricas de muitas galáxias próximas com a mesma nitidez e qualidade das imagens ópticas. E enquanto as imagens ópticas nos mostram a luz das estrelas, essas novas imagens inovadoras nos mostram as nuvens moleculares que formam essas estrelas.”

Os cientistas compararam essas mudanças ao modo como as pessoas, casas, bairros e cidades exibem características semelhantes, mas mudam de região para região e de país para país.

“Para entender como as estrelas se formam, precisamos vincular o nascimento de uma única estrela ao seu lugar no Universo. É como conectar uma pessoa a sua casa, bairro, cidade e região. Se uma galáxia representa uma cidade, então o bairro é o braço espiral, a casa a unidade formadora de estrelas e as galáxias próximas são cidades vizinhas na região”, disse Eva Schinnerer, astrônoma do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) e investigadora principal da colaboração PHANGS “Essas observações nos ensinaram que a vizinhança tem efeitos pequenos, mas pronunciados, sobre onde e quantas estrelas nascem.”

Mostrado aqui como um composto do ALMA (laranja / vermelho) com dados do Telescópio Espacial Hubble (HST), NGC4254 estava entre as quase 100 galáxias incluídas no recente censo do projeto PHANGS de galáxias no Universo próximo. A pesquisa descobriu que os berçários estelares dentro dessas galáxias variam amplamente em aparência e comportamento, e que essas características dependem muito de onde os berçários estelares estão localizados. NGC4254 é um exemplo de uma galáxia com morfologia do tipo M. Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / PHANGS, S. Dagnello (NRAO)

Para entender melhor a formação de estrelas em diferentes tipos de galáxias, a equipe observou semelhanças e diferenças nas propriedades moleculares do gás e nos processos de formação de estrelas de discos de galáxias, barras estelares, braços espirais e centros de galáxias. Eles confirmaram que a localização, ou vizinhança, desempenha um papel crítico na formação de estrelas.

“Ao mapear diferentes tipos de galáxias e a diversidade de ambientes que existem dentro das galáxias, estamos rastreando toda a gama de condições sob as quais nuvens de gás formadoras de estrelas vivem no Universo atual. Isso nos permite medir o impacto que muitas variáveis diferentes têm na forma como ocorre a formação das estrelas”, disse Guillermo Blanc, astrônomo do Carnegie Institution for Science e co-autor do artigo.

“Como as estrelas se formam, e como sua galáxia afeta esse processo, são aspectos fundamentais da astrofísica”, disse Joseph Pesce, oficial do programa da National Science Foundation para NRAO/ALMA. “O projeto PHANGS utiliza o extraordinário poder de observação do observatório ALMA e forneceu uma visão notável da história da formação de estrelas de uma maneira nova e diferente.” 

Annie Hughes, astrônoma do L'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), acrescentou que esta é a primeira vez que os cientistas têm um instantâneo de como são realmente as nuvens formadoras de estrelas em uma ampla gama de diferentes galáxias. “Descobrimos que as propriedades das nuvens formadoras de estrelas dependem de onde estão localizadas: as nuvens nas densas regiões centrais das galáxias tendem a ser mais massivas, mais densas e mais turbulentas do que as nuvens que residem nos arredores tranquilos de uma galáxia. O ciclo de vida das nuvens também depende de seu ambiente. A rapidez com que uma nuvem forma estrelas e o processo que acaba destruindo a nuvem parecem depender de onde a nuvem mora.”

NGC4535 é uma galáxia no Universo próximo com espiral de grande design e morfologia de barra estelar. Foi catalogado junto com quase 100 outras galáxias durante um censo recente pelo projeto PHANGS. O censo revelou que, ao contrário da teoria científica comumente aceita, nem todos os berçários estelares têm a mesma aparência ou agem da mesma maneira. Na verdade, eles são bastante diversos. NGC4535 é mostrado aqui como um composto ALMA (laranja / vermelho) com dados do Telescópio Espacial Hubble (HST). Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / PHANGS, S. Dagnello (NRAO)

Esta não é a primeira vez que berçários estelares foram observados em outras galáxias usando ALMA, mas quase todos os estudos anteriores focaram em galáxias individuais ou parte de uma. Durante um período de cinco anos, PHANGS montou uma visão completa da população de galáxias próxima. “O projeto PHANGS é uma nova forma de cartografia cósmica que nos permite ver a diversidade das galáxias sob uma nova luz, literalmente. Estamos finalmente vendo a diversidade do gás formador de estrelas em muitas galáxias e somos capazes de entender como eles estão mudando ao longo do tempo. Era impossível fazer esses mapas detalhados antes do ALMA”, disse Erik Rosolowsky, Professor Associado de Física da Universidade de Alberta e coautor da pesquisa. “Este novo atlas contém 90 dos melhores mapas já feitos, que revelam onde a próxima geração de estrelas se formará.”

Para a equipe, o novo atlas não significa o fim do caminho. Embora a pesquisa tenha respondido a perguntas sobre o quê e onde, levantou outras. “Esta é a primeira vez que temos uma visão clara da população de viveiros estelares em todo o Universo próximo. Nesse sentido, é um grande passo para entender de onde viemos”, disse Leroy. “Embora agora saibamos que os berçários estelares variam de um lugar para outro, ainda não sabemos por que ou como essas variações afetam as estrelas e os planetas formados. Essas são perguntas que esperamos responder em um futuro próximo.”

Dez artigos detalhando os resultados da pesquisa PHANGS são apresentados esta semana no 238º encontro da American Astronomical Society.

Informação adicional:

Os resultados dessas pesquisas foram apresentadas em Leroy et al. “PHANGS – ALMA: Arcsecond CO (2–1) Imaging of Nearby Star-Forming Galaxies” aceito pela ApJS e apresentado na 238ª reunião da American Astronomical Society.

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Referência:

LIRA, Nicolás. Cosmic cartographers map nearby Universe revealing the diversity of star-forming galaxies. ALMA, Santiago, 09, jun. 2021. Disponível em: <https://www.almaobservatory.org/en/press-releases/cosmic-cartographers-map-nearby-universe-revealing-the-diversity-of-star-forming-galaxies/?fbclid=IwAR1MpAESzD9-16z1oOVGXnCh291xhQ8Xg3Zf1BtLihrZY36xcHMoka_NQO8>. Acesso em: 09, jun. 2021.