Usando o Telescópio Espacial James Webb, os astrônomos detectaram radiação ultravioleta inesperada de alta energia em torno de cinco estrelas bebês, ou protoestrelas, na região de nascimento da estrela Ophiuchus. A descoberta poderá provocar uma mudança nos nossos modelos de formação estelar.
Protoestrelas representam o estágio inicial da vida das estrelas após sua formação através do colapso de densas manchas de gás e poeira em nuvens moleculares. Eles ainda estão rodeados por envelopes do material do qual são formados e do qual reúnem massa. Este processo de acumulação de massa continua até que a protoestrela tenha massa suficiente para desencadear a fusão do hidrogénio com o hélio no seu núcleo, o processo que define um adulto. estrela da “sequência principal”.
Esta equipa descobriu que, para compreender estes poderosos fluxos de estrelas jovens, os cientistas têm de ter em conta radiação ultravioleta.
“Esta é a primeira surpresa. Estrelas jovens não são capazes de ser uma fonte de radiação; elas não podem ‘produzir’ radiação. Portanto, não devemos esperar por isso. E ainda assim mostramos que o UV ocorre perto de protoestrelas”, disse no comunicado Agata Karska, membro da equipe de pesquisa, do Centro de Tecnologias Interdisciplinares Modernas da Universidade Nicolaus Copernicus em Torun, Polônia. “De onde veio? Qual a sua origem: interna ou externa? Decidimos investigar isso.”
Jovens estrelas que fazem birra
Para conduzir esta investigação, a equipe virou o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e seu instrumento infravermelho médio (Miri) em direção à Nuvem Molecular Ophuchus na Constelação de Ophiuchus, o portador da serpente. Localizada a cerca de 450 anos-luz de distância da Terra, esta nuvem molecular é o lar de muitas estrelas jovens e quentes do “tipo B” que emitem forte radiação ultravioleta.
Isto permitiu à equipa fazer observações detalhadas de cinco protoestrelas localizadas a diferentes distâncias destas estrelas massivas. Em particular, os cientistas estavam interessados nas emissões de hidrogénio molecular.
Composto por dois átomos de hidrogênio, o hidrogênio molecular é a molécula mais abundante no universo. O hidrogênio molecular não pode ser visto por telescópios terrestres através da atmosfera da Terra, mas ainda é difícil de detectar em nuvens moleculares do espaço. Isso ocorre porque a temperatura destes vastos complexos de gás denso de formação de estrelas é demasiado baixa para excitar estas moléculas.
No entanto, quando os fluxos de estrelas jovens atingem as nuvens moleculares circundantes, são criadas ondas de choque que aquecem a matéria e fazem com que o hidrogénio molecular emita emissões reveladoras. Estas são emissões que podem ser detectadas pelo JWST e MIRI. tornando-os a equipe científica ideal para estudar fluxos de protoestrelas.
As observações do JWST demonstraram claramente aos investigadores que a radiação ultravioleta está presente em torno das protoestrelas de Ophiuchus. Mas a grande questão é: de onde vem essa radiação?
Uma possível fonte desta radiação ultravioleta são os processos que ocorrem imediatamente em torno das protoestrelas. Isto pode incluir choques causados quando o material da nuvem molecular cai na protoestrela. Alternativamente, a radiação pode ser gerada por choques ao longo do jato de material que irrompe destes estrelas infantis que fazem birra.
Outra possibilidade é que a radiação ultravioleta venha de estrelas massivas próximas, que irradiam a sua luz sobre as suas vizinhas protoestrelas. Para eliminar esta fonte externa, a equipa considerou as propriedades das estrelas circundantes e as suas distâncias às protoestrelas. Os pesquisadores então levaram em consideração a capacidade da poeira ao redor das protoestrelas de absorver a radiação ultravioleta e reemiti-la em comprimentos de onda de luz mais longos.
“Usando estes dois métodos, mostramos que a radiação ultravioleta, em termos de condições externas, varia significativamente entre as nossas protoestrelas e, portanto, deveríamos ver diferenças na emissão molecular”, disse Skretas. “Acontece que não os vemos.”
Isto significava que a equipa poderia rejeitar fontes externas, como estrelas vizinhas, como fontes desta radiação.
“Podemos dizer com certeza que a radiação UV está presente nas proximidades da protoestrela, pois sem dúvida afecta as linhas moleculares observadas”, disse Karska. “Portanto, sua origem tem que ser interna”.
Os pesquisadores continuarão a estudar as observações do JWST não apenas do gás e das protoestrelas da nuvem molecular Ophiuchus, mas também da poeira e do gelo nesta região. O objetivo é chegar ao fundo da radiação ultravioleta inexplicável em torno desses objetos.
A pesquisa da equipe foi publicada em 13 de novembro na revista Astronomia e Astrofísica.
