Pesquisa da Universidade de Nagoya, no Japão, feita por equipe liderada pelo professor associado Kengo Tachihara e pelo professor emérito Yasuo Fukui, focou em uma hipótese que diz que, quando várias nuvens de gás colidem no espaço, esse encontro origina um aglomerado de estrelas.

Para comprovar essa tese a equipe, em parceria com estudiosos da Universidade da Prefeitura de Osaka e do Observatório Astronômico Nacional do Japão, realizou estudos observacionais de uma vasta quantidade de dados por mais de uma década, bem como a coleta de informações teóricas de simulações numéricas.

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Como resultado, concluiu-se que as colisões de nuvens de gás pairando no espaço, de fato, induzem o nascimento de um aglomerado de estrelas (astros que, por si só, já se originam de explosões de nebulosas, como se explica mais adiante).

Foram analisadas colisões de nuvens de gás na Via Láctea e também em outras galáxias, o que sugere que essas colisões são um fenômeno universal.

Dessa perspectiva, há uma possibilidade cada vez mais provável de que a Via Láctea colidiu com outras galáxias logo após seu nascimento, o que fez com que nuvens de gás nas galáxias colidissem com frequência, resultando na formação de muitos aglomerados globulares (grupos de mais de um milhão estrelas).

Demonstração de nuvens moleculares em colisão típicas (representadas pela cor azul e contornos amarelos) formando aglomerados de estrelas descobertos por observações de rádio. As posições das colisões das nuvens que formam aglomerados, relatadas na pesquisa, são denotadas por pontos vermelhos plotados na imagem da Via Láctea à direita (o círculo denota a posição do Sol). Imagens das Galáxias Antenas e da Galáxia do Triângulo são mostradas à esquerda. As imagens ópticas inseridas mostram a Nebulosa da Águia e [DBS2003] 179, onde nebulosas brilhantes e aglomerados de estrelas recém-nascidos podem ser vistos. Crédito: Nagoya University, National Astronomical Observatory of Japan, NASA, JPL-Caltech, R. Hurt (SSC / Caltech), Robert Gendler, Subaru Telescope, ESA, The Hubble Heritage Team (STScI / AURA), Hubble Collaboration e 2MASS

Suas descobertas contribuíram para uma compreensão mais profunda da formação de estrelas massivas e do nascimento de aglomerados estelares. Os estudos foram publicados no periódico científico “Publicações da Sociedade Astronômica do Japão”, como uma edição especial intitulada “Star Formation Triggered by Cloud-Cloud Collision Ⅱ” (Formação de estrela desencadeada por colisão nuvem-nuvem Ⅱ, em tradução livre).

A edição contém uma coleção de 20 artigos originais baseados em elaboradas verificações de corpos astronômicos individuais, bem como um artigo em revisão resumindo os últimos entendimentos da formação de estrelas por colisões de nuvens de gás.

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Você sabe como nascem as estrelas do céu?

Poucas coisas são tão encantadoras e misteriosas quanto um céu coberto de estrelas. E é cada vez mais difícil observar um firmamento verdadeiramente estrelado a partir do nosso planeta.

Conforme a população humana se torna mais urbanizada, as luzes artificiais acabam ofuscando a visão desses e outros corpos celestes. Mas, eles ainda estão lá – só na Via Láctea, a nossa galáxia, existem mais de cem bilhões de estrelas (e o Sol é uma delas). 

Você já se perguntou como elas surgem? E mais: sabia que muitas delas nem existem mais? Que já morreram há milhões ou até bilhões de anos, e que o que vemos é apenas o brilho da sua luz? 

Como se dá o ciclo de vida de uma estrela

Aqueles pontinhos luminosos, que parecem tão constantes e imutáveis, têm um ciclo de vida: nascem, crescem e morrem. O nascimento acontece nas nebulosas, imensas nuvens compostas, basicamente, de gases e poeira.

As nebulosas têm regiões com diferentes concentrações de gases. Alguns fatores, como a turbulência, podem levar à contração das regiões de maior densidade.

Essa contração provoca o aquecimento e a rotação desse conjunto de materiais (os gases e a poeira), ocasionando o que é chamado, nessa fase, de protoestrela. Ao se contrair, a protoestrela aumenta sua força gravitacional e atrai mais gás e poeira.

Num dado momento, a gravidade é tão alta que a temperatura e a pressão nessa protoestrela crescem muito. Isso leva a várias colisões, que causarão a fusão nuclear do hidrogênio em hélio. A partir desse momento, a estrela começará a sua vida adulta.

Na maioria das vezes, esse material que está em colapso pode se dividir, fazendo com que nasçam duas ou mais estrelas próximas. Mais da metade das estrelas próximas do Sol são sistemas múltiplos.

Porém, nem todo material envolvido no colapso se torna parte da estrela. Uma grande parcela acaba circundando-a e dando origem, com o tempo, a planetas, asteroides, cometas ou até permanecendo como poeira interestelar. E é por isso que podemos dizer que os planetas são fruto do nascimento de estrelas.

Nas nebulosas nas quais não há massa suficiente para a “explosão” que dá vida a uma estrela, após a contração dos gases o núcleo começa a se esfriar, originando uma anã marrom (ou anã castanha). / Crédito: Blue bee – Shutterstock

Já nas nebulosas nas quais não há massa suficiente para a “explosão” que dá vida a uma estrela, após a contração dos gases o núcleo começa a se esfriar, originando uma anã marrom (ou anã castanha): um corpo celeste cujo tamanho está entre o de planetas gigantes como Júpiter e o de estrelas pequenas.

Esse tipo de astro produz pouquíssima energia, sendo mais parecido com planetas do que com estrelas. A massa mínima para acender as reações nucleares e formar uma estrela é de 50 vezes a massa de Júpiter, para se ter uma ideia.

A morte da estrela

Segundo  a professora Thais Idiart, do Departamento de Astronomia do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), o tempo de vida de uma estrela está diretamente relacionado à sua massa.

“As de massa bem maior que a do Sol, cerca de dez vezes maior, por exemplo, vão durar dezenas de milhões de anos, enquanto o tempo de vida do astro solar é de 10 bilhões de anos. Já estrelas com um décimo da massa solar têm uma expectativa de vida de várias dezenas de bilhões de anos”.

Se a estrela tiver menos do que oito vezes a massa do Sol, ela se esfriará lentamente virando uma anã branca. A estrela libera alguns gases, que ficam em torno dela formando uma nebulosa planetária. As anãs brancas podem ter tamanhos comparáveis aos da Terra, porém com massas próximas às do Sol. 

Idiart explica por que as estrelas morrem. “No núcleo delas, a energia é formada por fusão nuclear, ou seja, elementos mais leves vão se fundindo e formando os mais pesados com o passar do tempo”.

Quando o hidrogênio se esgota no núcleo da estrela, o hélio começa a se fundir para formar carbono. “Então, forma-se um núcleo que não irá mais produzir energia e, com isso, começa o processo de morte da estrela”.

Somos feitos de estrelas?

Se a estrela tiver massa maior do que oito vezes a do Sol, sua morte é catastrófica. Como dito, as estrelas vão produzindo elementos novos, o que produz energia.

Isso ocorre para todos os elementos mais leves que o ferro. Já para produzir este último, ao invés de liberar, consome-se energia. Assim, na produção do ferro, grande parte da energia da estrela é sugada, e ela acaba resfriando-se repentinamente.

O núcleo é totalmente transformado em ferro em poucas horas. Dessa forma, a pressão cai bruscamente, e as camadas externas começam a implodir em direção ao centro da estrela.

Ali, encontram-se com o núcleo sólido de ferro e quicam, sendo ejetadas para o espaço sideral a altas velocidades: é o que chamamos de Supernova. 

Com a energia dessa explosão, são produzidos todos os elementos mais pesados que o ferro. Os gases liberados no espaço dão origem a uma nova nebulosa, na qual poderão surgir novas estrelas.

O destino do que sobrou no núcleo é novamente ditado pela massa. Se esta for menor que duas ou três vezes a massa do Sol, surgirá uma estrela de nêutrons. Se for maior, dará origem ao que conhecemos como buraco negro

Se a massa do que sobrou da explosão que origina uma Supernova for menor que duas ou três vezes a massa do Sol, surge uma estrela de nêutrons. Se for maior, dá origem ao que conhecemos como buraco negro. / Criédito: Elymas – Shutterstock

Se analisarmos que o universo era composto, inicialmente, só de hidrogênio e hélio, toda matéria que nós conhecemos foi produzida nas estrelas. E mais: como aqui na Terra nós encontramos todos os elementos mais pesados que o ferro, isto significa que a nebulosa que deu origem ao Sol (e à Terra) é proveniente da explosão de uma supernova. Daí, podemos até dizer que, sim, nós somos, então, poeira de estrelas.

Fontes: CBPF / Nova Escola / Phys