As nuvens frias de Carina

ESO

16 de Nov. de 2011

O telescópio APEX oferece uma nova visão da formação estelar na Nebulosa Carina

eso1145pt-br — Foto de Imprensa

ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin.

Observações obtidas com o telescópio APEX em ondas submilímetricas revelaram as nuvens frias de poeira onde se formam estrelas na Nebulosa Carina. Este local de intensa formação estelar, que abriga algumas das estrelas de maior massa da nossa galáxia, é o local ideal para se estudar a interação entre as estrelas jovens e as suas nuvens progenitoras.

Utilizando a câmera LABOCA montada no telescópio APEX (sigla do inglês Atacama Pathfinder Experiment) instalado no planalto do Chajnantor nos Andes chilenos, uma equipe de astrônomos liderada por Thomas Preibisch (Universitäts–Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität, Alemanha), em estreita colaboração com Karl Menten e Frederic Schuller (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Alemanha), obteve imagens na região espectral do submilímetro. Nestes comprimentos de onda a maior parte da radiação observada corresponde ao brilho tênue do calor irradiado pelos grãos de poeira cósmica. A imagem revela-nos assim as nuvens de poeira e gás molecular - essencialmente hidrogênio - a partir das quais se formam as estrelas. A -250º C os grãos de poeira estão muito frios e o tênue brilho que deles emana apenas pode ser visto nos comprimentos de onda submilimétricos, que são muito maiores que os da radiação visível. A radiação submilimétrica é por isso a chave para estudarmos como é que as estrelas se formam e como é que interagem com as nuvens que lhes dão origem.

As observações APEX LABOCA são visíveis a tons de laranja, combinadas com a imagem no visível do telescópio Curtis Schmidt, instalado no Observatório Interamericano de Cerro Tololo. O resultado é esta espetacular imagem de grande campo, que nos mostra as zonas de formação estelar em Carina. A nebulosa contém estrelas com uma massa total equivalente a mais de 25 000 sóis, enquanto a massa do gás e das nuvens de poeira corresponde a cerca de 140 000 sóis.

No entanto, apenas uma pequena fração do gás da Nebulosa Carina está em nuvens suficientemente densas para que se dê o seu colapso e consequentemente se formem novas estrelas num futuro imediato (em termos astronômicos isto corresponde ao próximo milhão de anos). A longo prazo, os efeitos dramáticos das estrelas de grande massa que já se encontram na região rodeadas pelas suas nuvens, podem fazer acelerar a taxa de formação estelar.

As estrelas de grande massa vivem no máximo apenas alguns milhões de anos (um tempo muito curto quando comparado com os dez bilhões de anos de vida do Sol), mas ao longo das suas vidas influenciam fortemente o meio onde estão inseridas. Quando jovens, estas estrelas emitem ventos estelares fortes e radiação que dão forma às nuvens que as rodeiam, e provavelmente comprimem-nas o suficiente para que se formem novas estrelas. No final das suas vidas, tornam-se muito instáveis, estando sujeitas a perdas consideráveis de material estelar, até às suas mortes que se dão sob a forma de violentas explosões de supernova.

Um bom exemplo deste tipo de estrelas violentas é a Eta Carinae, uma estrela brilhante amarelada situada no centro da imagem um pouco para cima e à esquerda. Esta estrela possui cerca de 100 vezes mais massa que o nosso Sol e encontra-se entre as estrelas mais brilhantes conhecidas. No próximo milhão de anos, mais ou menos, a Eta Carinae explodirá como supernova, seguida de mais supernovas com origem noutras estrelas de grande massa que se encontram na região.

Estas explosões violentas “rasgam” as nuvens de gás molecular que estão nas suas vizinhanças, mas assim que a onda de choque percorra mais de cerca de dez anos-luz, tornam-se mais fracas e podem, em vez de destruir, comprimir as nuvens que se encontram um pouco mais afastadas, dando origem à formação de uma nova geração de estrelas. As supernovas podem ainda produzir átomos radioativos de curta duração, que são incorporados nas nuvens que estão a colapsar. Existem evidências fortes de que semelhantes átomos radioativos foram incorporados na nuvem que colapsou para formar o nosso Sol e os planetas. Assim, a Nebulosa Carina pode ajudar-nos a melhor compreender a formação do nosso próprio Sistema Solar.

A Nebulosa Carina encontra-se a cerca de 7500 anos-luz de distância na constelação do mesmo nome (Carina ou Quilha). É uma das nebulosas mais brilhantes do céu devido à sua grande população de estrelas de grande massa. Com uma dimensão de aproximadamente 150 anos-luz, é cerca de várias vezes maior que a bem conhecida Nebulosa de Orion. Embora se encontre várias vezes mais afastada de nós que a Nebulosa de Orion, o seu tamanho aparente no céu é aproximadamente o mesmo, fazendo com que seja uma das maiores nebulosas no céu.

O telescópio APEX de 12 metros de diâmetro é o percursor do ALMA, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, um novo telescópio revolucionário que o ESO está a construir e a operar no planalto do Chajnantor, em colaboração com os seus parceiros internacionais. O APEX baseia-se numa única antena protótipo construída para o projeto ALMA, enquanto o ALMA será constituído por uma rede de 54 antenas de 12 metros de diâmetro e 12 antenas de 7 metros de diâmetro. Embora o ALMA vá ter uma resolução angular muito melhor que o APEX, o seu campo de visão é muito menor. Os dois telescópios são por isso complementares: por exemplo, o APEX descobrirá muitos objetos interessantes em vastas áreas do céu, enquanto que o ALMA poderá posteriormente estudá-los com todo o pormenor.

O APEX é um projeto de colaboração entre o Instituto Max-Planck para a Radioastronomia (MPIfR), o Observatório Espacial de Onsala (OSO) e o ESO. O telescópio é operado pelo ESO.

O projeto ALMA, uma infraestrutura astronômica internacional, é uma parceria entre a Europa, o Japão e a América do Norte, em cooperação com a República do Chile. A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol da Europa, pelo Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Joint ALMA Observatory (JAO) fornece uma liderança e direção unificadas na construção e operação do ALMA.

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