Utilizando o telescópio espacial europeu Gaia, os astrónomos identificaram 55 estrelas em fuga a serem ejetadas a altas velocidades de um aglomerado jovem e densamente compactado na Grande Nuvem de Magalhães (LMC), uma galáxia satélite da nossa Via Láctea. Esta é a primeira vez que tantas estrelas foram vistas escapando de um único aglomerado estelar.
O aglomerado estelar R136, localizado a cerca de 158.000 anos-luz de distância, é o lar de centenas de milhares de estrelas e fica numa região massiva de intensa formação estelar na GNM. É o lar de algumas das maiores estrelas já vistas pelos astrônomos, algumas com 300 vezes a massa do o sol.
As estrelas em fuga foram ejetadas em duas explosões nos últimos dois milhões de anos. Alguns deles estão fugindo de suas casas a mais de 100 mil km/h – cerca de 80 vezes mais rápido que a velocidade do som na Terra. Os fugitivos massivos o suficiente para morrerem em supernovas, deixando para trás buracos negros ou estrelas de nêutrons, se comportarão como mísseis cósmicos, explodindo a até 1.000 anos-luz de seu ponto de origem.
Relacionado: Havia mais buracos negros no universo primitivo do que pensávamos, revela pesquisa do Hubble
A descoberta foi feita por uma equipe de astrônomos liderada pelo pesquisador Mitchel Stoop, da Universidade de Amsterdã, usando o Gaia, que monitora com precisão as posições de bilhões de estrelas. As descobertas aumentam o número de estrelas em fuga conhecidas por um fator de 10.
Os cientistas pensam que as estrelas são exiladas de aglomerados estelares jovens como o R136 - que se estima ter menos de 2 milhões de anos (isso pode parecer antigo, mas compare-o com o nosso 4,6 bilhão-anos sistema solar) — quando recém-nascidos estelares lotados se cruzam e fazem com que as órbitas sejam perturbadas gravitacionalmente. O que surpreendeu a equipe, no entanto, foi a revelação de que mais de um grande evento de fuga aconteceu no R136, e o segundo aconteceu recentemente (em termos cósmicos, pelo menos).
“O primeiro episódio ocorreu há 1,8 milhões de anos, quando o aglomerado se formou, e se enquadra na ejeção de estrelas durante a formação do aglomerado”, disse Stoop em uma declaração. “O segundo episódio ocorreu há apenas 200 mil anos e tinha características muito diferentes.
"Por exemplo, as estrelas em fuga deste segundo episódio se movem mais lentamente e não são disparadas em direções aleatórias como no primeiro episódio, mas em uma direção preferida."
Pensa-se que estes dois episódios resultaram no lançamento de R136 até um terço das suas estrelas mais massivas nos últimos milhões de anos.
“Pensamos que o segundo episódio de estrelas cadentes se deveu à interação do R136 com outro aglomerado próximo que só foi descoberto em 2012”, disse Alex de Koter, membro da equipe e pesquisador da Universidade de Amsterdã, no comunicado. “O segundo episódio pode prever que os dois clusters se misturarão e se fundirão num futuro próximo.”
Estrelas massivas como as ejetadas por este jovem aglomerado estelar podem ser milhões de vezes mais brilhantes que o Sol, emitindo grande parte da sua energia na forma de luz ultravioleta intensa. Mas este poder tem um custo: estrelas massivas como estas queimam rapidamente o seu combustível para a fusão nuclear.
Isto significa que, enquanto o nosso Sol viverá cerca de 10 mil milhões de anos, a vida das estrelas massivas chegará ao fim após apenas milhões de anos. O Sol terminará a sua vida num piscar de olhos, desaparecendo como um remanescente estelar em arrefecimento chamado anã branca, mas estas estrelas massivas extinguem-se com um estrondo, irrompendo em explosões de supernovas.
O aglomerado estelar Prima donna está perdendo seu poder estelar
R136 não é especial apenas por causa de sua vasta população de estrelas massivas; é o aglomerado "prima donna" da maior região de nascimento de estrelas do espaço, localizada a cinco milhões de anos-luz da Terra.
"Agora que descobrimos que um terço das estrelas massivas são ejetadas das suas regiões de nascimento no início das suas vidas, e que exercem a sua influência para além dessas regiões, o impacto das estrelas massivas na estrutura e evolução das galáxias é provavelmente muito maior. do que se pensava", disse Lex Kaper, membro da equipe e pesquisador da Universidade de Amsterdã, no mesmo comunicado. "É até plausível que estrelas em fuga tenham se formado no universo primitivo deu uma contribuição valoroso para a chamada reionização do universo causada pela luz ultravioleta."
A reionização do universo refere-se a uma fase vital na evolução cósmica que ocorreu quando o universo, agora com 13,8 mil milhões de anos, era uma criança, com cerca de mil milhões de anos. Neste momento, a luz das primeiras estrelas criou bolhas de gás ionizado em material interestelar. Essas bolhas ionizadas cresceram em sincronia com as primeiras galáxias, reionizando todo o hidrogênio ao separar os elétrons dos núcleos de hidrogênio. Isto marcou a transição do período da Aurora Cósmica para um estágio cósmico “maduro” que permitiu a evolução de galáxias “normais”.
O principal objetivo da pesquisa da equipe era testar as capacidades do Gaia, uma missão da Agência Espacial Europeia que tem a tarefa de coletar dados para construir um mapa 3D do Via Láctea. A GNM proporciona um bom teste porque está muito mais distante do que as estrelas que Gaia normalmente estuda na nossa galáxia natal.
"O R136 acabou de se formar, há 1,8 milhões de anos, e por isso as estrelas em fuga ainda não podem estar tão distantes que seja impossível identificá-las," concluiu De Koter. "Se você conseguir encontrar muitas dessas estrelas, poderá cumprir declarações estatísticas confiáveis. Isso funcionou além das expectativas e estamos tremendamente satisfeitos com os resultados. Descobrir algo novo é sempre uma emoção para um cientista."
A pesquisa da equipe foi publicada em 9 de outubro na revista Natureza.
Publicado originalmente em Espaço.com.