Aglomerados de super estrelas são grupos de centenas de milhares de estrelas muito jovens, agrupadas em um volume incrivelmente pequeno. Eles representam os ambientes mais extremos nos quais estrelas e planetas podem se formar.
Até agora, sabia-se que os aglomerados de super estrelas existiam muito longe, principalmente em pares ou grupos de galáxias em interação. Agora, no entanto, uma equipe de astrônomos europeus [1] usou os telescópios do ESO para descobrir um objeto tão monstruoso em nossa própria galáxia, a Via Láctea, quase, mas não exatamente, em nosso próprio quintal!
A estrutura maciça recém-encontrada está escondida atrás de uma grande nuvem de poeira e gás e é por isso que demorou tanto para revelar sua verdadeira natureza. É conhecido como “Westerlund 1” e é mil vezes mais próximo do que qualquer outro aglomerado de estrelas já conhecido. Está perto o suficiente para que os astrônomos agora possam sondar sua estrutura com mais detalhes.
Westerlund 1 contém centenas de estrelas muito massivas, algumas brilhando com um brilho de quase um milhão de sóis e cerca de duas mil vezes maiores que o Sol (tão grande quanto a órbita de Saturno)! De fato, se o Sol estivesse localizado no coração desse aglomerado notável, nosso céu estaria cheio de centenas de estrelas tão brilhantes quanto a Lua cheia. Westerlund 1 é um laboratório natural mais exclusivo para o estudo da física estelar extrema, ajudando os astrônomos a descobrir como as estrelas mais massivas de nossa galáxia vivem e morrem.
A partir de suas observações, os astrônomos concluem que esse aglomerado extremo provavelmente contém nada menos que 100.000 vezes a massa do Sol, e todas as suas estrelas estão localizadas em uma região com menos de 6 anos-luz de diâmetro. Westerlund 1, portanto, parece ser o aglomerado jovem mais compacto já identificado na Galáxia da Via Láctea.
Super Star Clusters
As estrelas geralmente nascem em pequenos grupos, principalmente nos chamados "aglomerados abertos" que normalmente contêm algumas centenas de estrelas. De uma ampla gama de observações, os astrônomos inferem que o próprio Sol nasceu em um desses aglomerados, cerca de 4.500 milhões de anos atrás.
Em algumas galáxias ativas ("explosão de estrelas"), os cientistas observaram episódios violentos de formação de estrelas (ver, por exemplo, ESO Press Photo 31/04), levando ao desenvolvimento de aglomerados de super estrelas, cada um contendo vários milhões de estrelas.
Tais eventos eram obviamente comuns durante a infância da Via Láctea, há mais de 12.000 milhões de anos: os muitos aglomerados globulares galácticos - que são quase tão antigos quanto a nossa galáxia (por exemplo, ESO PR 20/04) - são de fato os restos do início aglomerados de super estrelas.
Todos os aglomerados de super estrelas observados até agora em galáxias de explosão estelar estão muito distantes. Não é possível distinguir suas estrelas individuais, mesmo com a tecnologia mais avançada. Isso complica dramaticamente seu estudo e, portanto, os astrônomos estão ansiosos por encontrar esses aglomerados em nossa vizinhança, a fim de investigar sua estrutura com muito mais detalhes.
Agora, uma equipe de astrônomos europeus [1] finalmente conseguiu fazê-lo, usando vários telescópios do ESO no observatório La Silla (Chile).
Westerlund 1
O cluster aberto Westerlund 1 está localizado na constelação do Sul Ara (constelação do Altar). Foi descoberto em 1961 na Austrália pelo astrônomo sueco Bengt Westerlund, que mais tarde se mudou de lá para se tornar diretor do ESO no Chile (1970 - 74). Esse aglomerado está por trás de uma enorme nuvem interestelar de gás e poeira, que bloqueia a maior parte de sua luz visível. O fator de escurecimento é superior a 100.000 - e é por isso que demorou tanto para descobrir a verdadeira natureza desse cluster específico.
Em 2001, a equipe de astrônomos identificou mais de uma dúzia de estrelas massivas extremamente quentes e peculiares no aglomerado, as chamadas estrelas "Wolf-Rayet". Desde então, eles estudaram extensivamente o Westerlund 1 com vários telescópios do ESO.
Eles usaram imagens do Wide Field Imager (WFI) acoplado ao ESO / MPG de 2,2 m, bem como da câmera SUperb Seeing Imager 2 (SuSI2) no Telescópio de Nova Tecnologia ESO de 3,5 m (NTT). A partir dessas observações, eles foram capazes de identificar cerca de 200 estrelas membros do cluster.
Para estabelecer a verdadeira natureza dessas estrelas, os astrônomos realizaram observações espectroscópicas de cerca de um quarto delas. Para isso, eles usaram o espectrógrafo Boller & Chivens no telescópio ESO de 1,52 m e o ESO Multi-Mode Instrument (EMMI) no NTT.
Um zoológico exótico
Essas observações revelaram uma grande população de estrelas muito brilhantes e massivas e bastante extremas. Alguns ocupariam o espaço do sistema solar dentro da órbita de Saturno (cerca de 2.000 vezes maior que o Sol!), Outros são tão brilhantes quanto um milhão de sóis.
Westerlund 1 é obviamente um zoológico estelar fantástico, com uma população mais exótica e uma verdadeira bonança astronômica. Todas as estrelas identificadas são evoluídas e muito massivas, abrangendo toda a gama de esquisitices estelares das estrelas Wolf-Rayet, supergigantes de OB, hipergigantes amarelos (quase tão brilhantes quanto um milhão de sóis) e variáveis azuis luminosas (semelhantes ao excepcional objeto Eta Carinae - veja ESO PR 31/03).
Todas as estrelas até agora analisadas em Westerlund 1 pesam pelo menos 30 a 40 vezes mais que o Sol. Como essas estrelas têm uma vida bastante curta - astronomicamente falando - Westerlund 1 deve ser muito jovem. Os astrônomos determinam uma idade entre 3,5 e 5 milhões de anos. Portanto, Westerlund 1 é claramente um cluster “recém-nascido” em nossa galáxia!
O Cluster Mais Maciço
Westerlund 1 é incrivelmente rico em estrelas monstruosas - apenas como um exemplo, ele contém tantos Hiper Gigantes Amarelos até então conhecidos em toda a Via Láctea!
“Se o Sol estivesse localizado no coração de Westerlund 1, o céu estaria cheio de estrelas, muitas delas mais brilhantes que a Lua cheia”, comenta Ignacio Negueruela, da Universidade de Alicante, na Espanha, e membro da equipe.
A grande quantidade de estrelas muito massivas implica que Westerlund 1 deve conter um grande número de estrelas. “Em nossa galáxia, explica Simon Clark, da University College London (Reino Unido) e um dos autores deste estudo,“ existem mais de 100 estrelas do tipo solar, para cada estrela que pesa 10 vezes mais que o sol. O fato de vermos centenas de estrelas massivas em Westerlund 1 significa que provavelmente contém quase meio milhão de estrelas, mas a maioria delas não é brilhante o suficiente para espiar a nuvem obscura de gás e poeira ”. Isso é dez vezes mais do que qualquer outro agrupamento jovem conhecido na Via Láctea.
Westerlund 1 é presumivelmente muito mais massivo do que os densos aglomerados de estrelas pesadas presentes na região central de nossa galáxia, como os aglomerados de arcos e quintupletos. Mais observações infravermelhas profundas serão necessárias para confirmar isso.
Este aglomerado de super estrelas agora oferece aos astrônomos uma perspectiva única em relação a um dos ambientes mais extremos do Universo. Westerlund 1 certamente fornecerá novas oportunidades na busca de longa data por mais e mais detalhes sobre como as estrelas, e especialmente as massivas, se formam.
... e os mais densos
O grande número de estrelas em Westerlund 1 não foi a única surpresa que aguardava Clark e seus colegas. A partir de suas observações, os membros da equipe também descobriram que todas essas estrelas estão compactadas em um volume surpreendentemente pequeno de espaço, com menos de 6 anos-luz de diâmetro. De fato, isso é mais ou menos comparável à distância de 4 anos-luz da estrela mais próxima do Sol, Proxima Centauri!
É incrível: a concentração em Westerlund 1 é tão alta que a separação média entre estrelas é bastante semelhante à extensão do Sistema Solar.
“Com tantas estrelas em um volume tão pequeno, algumas delas podem colidir”, prevê Simon Clark. “Isso poderia levar à formação de um buraco negro de massa intermediária mais massivo que 100 massas solares. Pode ser que esse monstro já tenha se formado no centro de Westerlund 1. ”
A enorme população de estrelas massivas em Westerlund 1 sugere que ele terá um impacto muito significativo em seus arredores. O aglomerado contém tantas estrelas massivas que, em um período de menos de 40 milhões de anos, será o local de mais de 1.500 supernovas. Um fogo de artifício gigantesco que pode conduzir uma fonte de material galáctico!
Como o Westerlund 1 está a uma distância de apenas cerca de 10.000 anos-luz, câmeras de alta resolução como a NAOS / CONICA no Very Large Telescope do ESO podem resolver suas estrelas individuais. Tais observações estão agora começando a revelar estrelas menores em Westerlund 1, incluindo algumas que são menos massivas que o Sol. Assim, os astrônomos poderão em breve estudar esse zoológico galáctico exótico em grande profundidade.
Mais Informações
A pesquisa apresentada neste comunicado de imprensa do ESO aparecerá em breve na principal revista de pesquisa Astronomia e Astrofísica (“Sobre a enorme população estelar do Super Star Cluster Westerlund 1” por J.S. Clark e colegas). O arquivo PDF está disponível no site da A&A. Um segundo artigo ("Outras estrelas Wolf-Rayet no aglomerado de estrelas Westerlund 1", de Ignacio Negueruela e Simon Clark) também será publicado em breve em Astronomia e Astrofísica. Está disponível como astro-ph / 0503303.
Um comunicado de imprensa espanhol emitido pela Universidad de Alicante está disponível no site de Ignacio Negueruela.
Nota
[1]: A equipe é composta por Simon Clark (University College London, Reino Unido), Ignacio Negueruela (Universidade de Alicante, Espanha), Paul Crowther (Universidade de Sheffield, Reino Unido), Simon Goodwin (Universidade de Gales, Cardiff, Reino Unido). , Rens Waters (Universidade de Amsterdã) e Sean Dougherty (Observatório Astrofísico da Rádio Dominion).
Fonte original: Comunicado de imprensa do ESO
