Aglomerado estelar jovem resplandece com uma misteriosa nuvem de raios-X

2003-02-21

Imagem de RCW 38, composta a partir de dados nos raios-X, infravermelho e rádio. Esta visão do aglomerado mostra simultaneamente os dados de Raios-X do Chandra (no intervalo de energias 0.5-0.8 keV) representados a vermelho, os dados infravermelhos da câmara ISAAC (banda K, a 2,2 micron) a verde, e os dados de rádio obtidos com o interferómetro ATCA (1660.0 MHz, 18cm) a azul. A imagem de raios-X foi tirada em Dezembro de 2001, a de infravermelho em Novembro de 1998 e a de rádio em Maio de 1996. Crédito: Raios-X: NASA/CXC/CfA/S.Wolk et al.; Infravermelho: ISAAC/VLT (ESO); Rádio: ATCA.
Uma misteriosa nuvem de electrões
electrão
Partícula elementar pertencente à família dos leptões - partículas sujeitas à interacção nuclear fraca, electromagnética e gravitacional. Os electrões possuem carga eléctrica negativa e encontram-se nos átomos de todos os elementos químicos, orbitando à volta do núcleo atómico, que possui carga eléctrica positiva.
de alta energia, que envolve um aglomerado estelar jovem, foi descoberta por uma equipa de astrónomos a partir de dados do satélite Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
- o observatório de raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
da NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
. O aglomerado estelar, conhecido como RCW 38, tem um diâmetro de cerca de 5 anos luz e contém milhares de estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
muito jovens. Estas estrelas foram formadas há menos de um milhão de anos e parece que o aglomerado continua actualmente a formar estrelas. Em princípio, a elevada concentração de estrelas num aglomerado pode levar à produção de gás quente, mas não de partículas de tão alta energia. Essas partículas são tipicamente produzidas na explosão de estrelas, ou em campos magnéticos
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
intensos à volta de estrelas de neutrões
estrela de neutrões
Uma estrela de neutrões é o remanescente de uma estrela de massa elevada que explodiu como supernova. Trata-se de um objecto muito compacto constituído essencialmente por neutrões, com apenas cerca de 10 a 20 km de diâmetro, uma densidade média entre 1013 e 1015 g/cm3, uma temperatura central de 109 graus e um intenso campo magnético de 1012 gauss.
ou de buracos negros
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
, nenhum dos quais é evidente em RCW 38.

Estas novas observações de RCW 38 não concordam, de todo, com o paradigma tradicional. Os dados mostram que, de alguma forma, se estão a produzir electrões de altíssima energia, ainda que não seja claro como. Para gerar o excesso de raios-X de alta energia, que se observa na nuvem que envolve o aglomerado, são necessários electrões acelerados
aceleração
A aceleração é a taxa de variação da velocidade de um corpo com o tempo.
a energias muito elevadas, da ordem dos gigavolts. Os raios-X são gerados quando estes electrões se movem no campo magnético que permeia o aglomerado.

Uma possível origem para os electrões de alta energia é uma supernova
supernova
Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira. Existem dois tipos principais de supernova: as supernovas Tipo Ia, que resultam da explosão duma estrela anã branca que, no seio de um sistema binário, rouba matéria da estrela companheira até a sua massa atingir o limite de Chandrasekhar e então colapsa; e as supernovas Tipo II, que resultam da explosão de uma estrela isolada de massa elevada (com massa superior a cerca de 4 vezes a massa do Sol) que esgotou o seu combustível nuclear e expeliu as suas camadas externas, restando apenas um objecto compacto (uma estrela de neutrões ou um buraco negro).
, até hoje não detectada, que tenha ocorrido no aglomerado. Apesar de que uma prova directa da supernova se possa ter extinguido há milhares de anos, a onda de choque
onda de choque
Uma onda de choque é uma variação brusca da pressão, temperatura e densidade de um fluído, que se desenvolve quando a velocidade de deslocação do fluído excede a velocidade de propagação do som.
ou a estrela de neutrões
neutrão
Partícula que, juntamente com o protão, constitui os núcleos atómicos. Exceptuando o hidrogénio, todos os átomos têm neutrões, e é o número de neutrões que determina o isótopo de determinado elemento químico. Os neutrões têm carga eléctrica neutra. Os neutrões são formados por três quarks (dois "d" e um "u"), são bariões (e hadrões) e o seu spin é um número semi-inteiro. Os neutrões livres declinam por decaímento beta, com um tempo de semi-vida de 10,8 minutos, originando um protão, um electrão e um neutrino. No núcleo atómico, o neutrão é tão estável quanto o protão.
resultantes de uma tal explosão podem, em conjunto com ventos estelares, ser responsáveis pelos electrões de alta energia observados.

Independentemente da sua origem, estas partículas muito energéticas poderão ter provocado mudanças dramáticas na química dos discos circum-estelares que eventualmente virão a formar planetas
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
em redor de estrelas do aglomerado. Com efeito, a química dos discos circum-estelares pode ter sido modificada ao longo do tempo, de uma forma que só uns milhares de milhões de anos mais tarde se manifestou.

Por exemplo, no nosso sistema solar
Sistema Solar
O Sistema Solar é constituído pelo Sol e por todos os objectos que lhe estão gravitacionalmente ligados: planetas e suas luas, asteróides, cometas, material interplanetário.
encontramos alguns nuclídeos
nuclídeo
Nome genérico para designar qualquer espécie de núcleo atómico caracterizado pelo número de protões. Análogo ao isótopo para os átomos.
radioactivos de vida curta (sendo o Alumínio 26 o mais conhecido). Isso implica a existência de processos de alta energia em fases tardias da evolução do nosso sistema solar. Se o nosso sistema solar fosse imerso durante algum tempo num mar de partículas energéticas, isso poderia explicar os nuclídeos raros encontrados tanto em asteróides
asteróide
Um asteróide é um pequeno corpo rochoso que orbita em torno do Sol, com uma dimensão que pode ir desde os 100 m até aos 1000 km. A maioria dos asteróides encontra-se entre as órbitas de Marte e de Júpiter. Também são designados por planetas menores.
como na Terra.

A uma distancia de 6 000 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
da terra, RCW 38 é uma das regiões de formação estelar mais próximas de nós, contendo estrelas muito jovens e quentes. Entre os autores do artigo publicado na revista da especialidade Astrophysical Journal Letters, onde se anuncia esta descoberta, está João Alves, um astrónomo português que actualmente trabalha para o Observatório Europeu do Sul
European Southern Observatory (ESO)
O Observatório Europeu do Sul é uma organização europeia de Astronomia para o estudo do céu austral fundada em 1962. Conta actualmente com a participação de 10 países europeus e ainda do Chile. Portugal tornou-se membro do ESO em 1 de Janeiro de 2001, no seguimento de um acordo de cooperação que durou cerca de 10 anos.
(ESO) em Garching, Alemanha.

Fonte da notícia: http://chandra.harvard.edu/press/02_releases/press_121802.html