Enxames globulares de estrelas: os sobreviventes de um massacre com 13 mil milhões de anos

2012-02-22

O enxame globular galáctico M80 na constelação de Escorpião contém centenas de milhares de estrelas. Crédito: HST / NASA / ESA
A nossa galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
, Via Láctea
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
, está rodeada por cerca de 200 grupos compactos de estrelas
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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.
, contendo até um milhão de estrelas cada um. Com 13 mil milhões de anos de idade, estes enxames globulares são quase tão antigos quanto o próprio Universo e ter-se-ão formado ao mesmo tempo que as primeiras gerações de estrelas e galáxias. Agora, uma equipa de astrónomos da Alemanha e da Holanda desenvolveu um novo tipo de simulação por computador para analisar a forma como os enxames nasceram. Descobriram que estes enxames gigantes de estrelas são os únicos sobreviventes de um massacre, ocorrido há 13 mil milhões anos, que destruiu muitos dos seus irmãos mais pequenos. Os resultados deste trabalho, liderado pelo Dr. Diederik Kruijssen do Instituto Max Planck para a Astrofísica, em Garching, Alemanha, foram publicados no Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

Os enxames globulares apresentam uma característica singular: o número típico de estrelas que contêm parece ser o mesmo em todo o Universo. Porém, isto não acontece com os enxames mais jovens, que podem conter quase qualquer número de estrelas, desde menos de 100 até muitos milhares. A equipa sugere então que esta diferença pode ser explicada pelas condições em que os enxames globulares se formaram, na fase inicial de evolução das suas galáxias hospedeiras.

Os investigadores fizeram simulações de galáxias isoladas e em colisão, em que incluíram um modelo para a formação e destruição dos enxames estelares. Quando as galáxias colidem, geram muitas vezes explosões espectaculares de formação de estrelas, os starbursts, e uma abundância de enxames estelares jovens muito brilhantes e de diversos tamanhos. Assim, pensava-se que o número total de enxames de estrelas aumentava durante os starbursts. Mas as simulações realizadas por esta equipa germano-holandesa mostraram um resultado bem diferente.

Enquanto os enxames maiores e mais brilhantes são de facto capazes de sobreviver à colisão de galáxias, graças à sua própria atracção gravitacional, os enxames mais pequenos e mais numerosos são destruídos pelas rápidas alterações nas forças gravitacionais, que ocorrem normalmente durante os starbursts e que se devem ao movimento do gás, da poeira e das estrelas. A onda de starbursts chegou ao fim após cerca de 2 mil milhões de anos e os investigadores ficaram surpreendidos ao ver que apenas os enxames com elevado número de estrelas sobreviveram. Estes enxames apresentam todas as características que seriam de esperar numa população jovem de enxames globulares, vista tal como seria há cerca de 11 mil milhões de anos atrás.

O Dr. Kruijssen comenta: "É irónico ver que os starbursts podem produzir muitos enxames estelares jovens mas, ao mesmo tempo, também destruir a maior parte deles. Isto ocorre não apenas em colisões de galáxias, mas deve ser esperado em qualquer ambiente de starburst. Nos primórdios do Universo, os starbursts eram comuns - por isso, faz todo o sentido que os enxames globulares tenham todos aproximadamente o mesmo grande número de estrelas. Os seus irmãos mais pequenos, que não continham tantas estrelas, estavam condenados a ser destruídos. "

De acordo com as simulações, a maior parte dos enxames de estrelas foram destruídos logo após a sua formação, quando o ambiente galáctico era ainda muito hostil para os enxames jovens. Terminado este episódio, os enxames globulares sobreviventes viveram tranquilamente até os dias de hoje.

Os investigadores têm ainda outras hipóteses de confirmar as suas ideias. O Dr Kruijssen adianta: "No Universo vizinho, há vários exemplos de galáxias que sofreram recentemente grandes explosões de formação estelar. Por conseguinte, deve ser possível ver em acção a destruição rápida de pequenos enxames. Se isso for realmente descoberto através de novas observações, poderemos confirmar a nossa teoria para a origem dos enxames globulares."

As simulações sugerem que a maior parte das características de um enxame globular se estabelecem durante a sua formação. O facto de os enxames globulares serem comparáveis em todos os lugares indica que os ambientes em que se formaram foram muito semelhantes, independentemente da galáxia em que actualmente residem. Nesse caso, e segundo o Dr. Kruijssen, eles poderão ser usados como fósseis no estudo das condições em que as primeiras estrelas e galáxias nasceram.

Fonte da notícia: http://www.ras.org.uk/news-and-press/219-news-2012/2072-globular-star-clusters-the-survivors-of-a-13-billion-year-old-massacre