Alguns dos berçários estelares mais espetaculares da galáxia lembram gigantescas rodas de vagões cósmicos, com estruturas semelhantes a raios que os cientistas dizem ter sido esculpidas por ondas de choque de explosões estelares e poderosos ventos estelares.
Usando simulações 3D poderosas, pesquisadores da Universidade de Kyushu e da Universidade de Nagoya, no Japão, descobriram que as ondas de choque atravessam nuvens gigantes de gás pode esculpir os filamentos semelhantes a raios frequentemente vistos ao redor do recém-nascido estrelas. As descobertas podem ajudar a explicar a origem dos chamados sistemas de filamentos centrais – extensas regiões de formação estelar onde longos fluxos de gás irradiam em direção a um denso centro central, criando um padrão que se assemelha aos raios de uma roda, de acordo com um comunicado da Universidade de Kyushu.
“As estrelas nascem dentro de nuvens moleculares – vastas e frias nuvens de gás que flutuam pelo espaço”, disse Shingo Nozaki, principal autor do estudo, em a declaração. “Mas eles só se formam nas partes mais frias e densas desses berçários estelares, onde o gás pode entrar em colapso sob a sua própria gravidade. Em algumas destas regiões de formação estelar, o gás é organizado em padrões característicos de hub-and-spoke conhecidos como Hub-Filament Systems (HFS).”
Os astrônomos observaram essas estruturas ao longo do Via Lácteamas exatamente como eles se formam permanece uma questão em aberto. A equipe usou simulações magneto-hidrodinâmicas avançadas em 3D para recriar o processo, revelando que as ondas de choque que se propagam através de nuvens moleculares gigantes podem gerar naturalmente a impressionante arquitetura em forma de roda vista em alguns dos berçários estelares mais ativos da galáxia, de acordo com o estudo.
Muitos viveiros estelares contêm filamentos estreitos que canalizam material para dentro em direção a regiões centrais lotadas onde as estrelas estão se formando ativamente. Compreender como esses filamentos emergem é fundamental para compreender como o gás se acumula e, finalmente, colapsa em novas estrelas.
Para o estudo, os investigadores construíram uma nuvem molecular virtual interligada com campos magnéticos e executaram as simulações no ATERUI III, um supercomputador dedicado à investigação astronómica. Gravidade foi visto pela primeira vez puxando os campos magnéticos para dentro, criando uma configuração em forma de ampulheta. A equipe então explodiu a nuvem com uma onda de choque interestelar simulada semelhante àquelas geradas pela expansão supernova remanescentes ou ventos poderosos de estrelas massivas. O resultado foi um sistema de filamento central extremamente realista.
À medida que a onda de choque varreu a nuvem, encontrou diferentes partes da curva campo magnético em ângulos variados, criando choques oblíquos que amplificaram seções do campo e estabeleceram caminhos preferenciais para o fluxo do gás. Com o tempo, estes canais canalizaram o material para filamentos alongados que se estendem em direção a um centro central, produzindo a estrutura semelhante a um raio observada nas observações do telescópio.
As simulações também rastrearam como a matéria se move através dos berços estelares. O gás denso tende a fluir ao longo dos filamentos, acelerando à medida que se aproxima do cubo, enquanto o material de menor densidade entre os raios permanece comparativamente imóvel. Os pesquisadores dizem que esse comportamento pode ajudar a explicar por que apenas uma pequena fração do gás no nuvens moleculares em última análise, forma estrelas, de acordo com o comunicado.
Modelar a interação entre gravidade, campos magnéticos e ondas de choque ao longo de milhões de anos permite aos pesquisadores estudar processos que de outra forma seriam difíceis de observar diretamente. Trabalhos futuros testarão uma gama mais ampla de estruturas de nuvens e condições de ondas de choque, o que poderá esclarecer por que os sistemas de filamentos centrais variam na Via Láctea e oferecer novos insights sobre a formação de estrelas massivas e aglomerados estelares. Os resultados também apontam para um ciclo cósmico mais amplo de destruição e criação, no qual ondas de choque provenientes de estrelas morrendo ajudam a moldar os ambientes onde nascem novas estrelas.
Suas descobertas foram publicado em 18 de março no The Astrophysical Journal Letters.
