NASA explica como agitação em nuvens cósmicas cria novas estrelas

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Em um estudo financiado pela NASA e publicado na revista Science Advances, cientistas investigaram como a turbulência nas nuvens moleculares gigantes — regiões densas de gás e poeira na Via Láctea — influencia a formação de estrelas.

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Essas nuvens, cheias de movimentos aleatórios e turbulentos, contêm áreas densas conhecidas como “aglomerados”, locais onde estrelas têm mais chances de nascer. Esse processo de formação estelar se assemelha à turbulência que afeta voos de avião, mas em uma escala cósmica muito maior.

A turbulência em nuvens moleculares gigantes como agente de formação estelar

Evan Scannapieco, professor de astrofísica da Universidade Estadual do Arizona e autor principal do estudo, explicou ao Phys que a turbulência é o principal processo que determina o ritmo e o local da formação de estrelas.

Sabemos que o principal processo que determina quando e quão rapidamente as estrelas são formadas é a turbulência, pois ela dá origem às estruturas que criam estrelas. Nosso estudo revela como essas estruturas se formam.

Evan Scannapieco, professor de astrofísica da Universidade Estadual do Arizona e autor principal do estudo

As turbulências em nuvens moleculares são geradas pela gravidade e são agitadas por braços galácticos, ventos estelares, jatos e explosões de estrelas jovens. Essa movimentação intensa cria ondas de choque que alteram a densidade dos gases, moldando a estrutura das nuvens.

Para observar essas mudanças, a equipe de Scannapieco desenvolveu simulações usando partículas rastreadoras, chamadas de “tracer particles”, que viajam por uma nuvem molecular e registram a densidade das regiões que atravessam. Os cientistas simularam oito cenários com propriedades de nuvens diferentes, oferecendo uma visão detalhada de como as estruturas de densidade se formam e mudam ao longo do tempo.

Como as ondas de choque aceleram ou desaceleram as partículas

• Um dos resultados mais interessantes do estudo foi a observação de que o comportamento das ondas de choque é fundamental para o desenvolvimento das áreas densas dentro das nuvens.
• As ondas de choque desaceleram ao entrar em áreas de alta densidade e aceleram em áreas de baixa densidade, um fenômeno similar ao comportamento das ondas oceânicas ao se aproximarem da costa.
• Quando uma partícula encontra uma onda de choque, a área ao seu redor se torna mais densa.
• No entanto, conforme a densidade aumenta, as ondas de choque desaceleram, limitando o aumento da densidade.
• Essa limitação, segundo os pesquisadores, é o que permite a formação das áreas de densidade mais alta, onde as estrelas são mais propensas a surgir.

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A importância dos resultados para a astrofísica

Diferente de estudos anteriores, essa simulação permite que os cientistas observem a evolução das estruturas de densidade ao longo do tempo, ampliando o entendimento de como e onde as estrelas provavelmente se formarão nas nuvens moleculares.

Com o telescópio espacial James Webb, a NASA também busca explorar a química dessas nuvens e estudar a composição e a estrutura de nuvens moleculares, o que ajudará a validar e expandir as conclusões desse estudo.

Scannapieco destaca a importância do estudo, afirmando que agora é possível entender melhor por que as estruturas nas nuvens moleculares apresentam certas características, rastreando a história desses aglomerados e os fatores que moldam seu desenvolvimento.