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    Feedback estelar e um observatório aerotransportado:a equipe determina que uma nebulosa é muito mais jovem do que se acreditava anteriormente

    Imagem do Spitzer multicolorido de RCW 120, mostrando poeira quente (em vermelho), gás quente (em verde) e emissão das estrelas (em azul). Os contornos mostram a linha espectroscópica [CII] de carbono ionizado observada com SOFIA, o que indica uma rápida expansão da região em nossa direção (contornos azuis) e para longe de nós (contornos vermelhos). A estrela amarela dá a localização do centro, estrela massiva em RCW 120. Crédito:Matteo Luisi, West Virginia University

    No céu do sul, situado a cerca de 4, 300 anos-luz da Terra, encontra-se RCW 120, uma enorme nuvem brilhante de gás e poeira. Esta nuvem, conhecida como nebulosa de emissão, é formado por gases ionizados e emite luz em vários comprimentos de onda. Uma equipe internacional liderada por pesquisadores da West Virginia University estudou o RCW 120 para analisar os efeitos do feedback estelar, o processo pelo qual as estrelas injetam energia de volta em seu ambiente. Suas observações mostraram que os ventos estelares fazem com que a região se expanda rapidamente, o que lhes permitiu restringir a idade da região. Esses resultados indicam que RCW 120 deve ser inferior a 150, 000 anos de idade, o que é muito jovem para tal nebulosa.

    Cerca de sete anos-luz do centro de RCW 120 fica o limite da nuvem, onde uma infinidade de estrelas estão se formando. Como todas essas estrelas estão sendo formadas? Para responder a essa pergunta, precisamos cavar fundo na origem da nebulosa. RCW 120 tem um jovem, estrela massiva em seu centro, que gera ventos estelares poderosos. Os ventos estelares desta estrela são muito parecidos com os do nosso próprio Sol, no sentido de que eles lançam material de sua superfície para o espaço. Este vento estelar choca e comprime as nuvens de gás ao redor. A energia que está sendo inserida na nebulosa desencadeia a formação de novas estrelas nas nuvens, um processo conhecido como "feedback positivo" porque a presença da massiva estrela central tem um efeito positivo na futura formação de estrelas. O time, apresentando o pesquisador de pós-doutorado da WVU Matteo Luisi, usou o SOFIA (Observatório Estratosférico para Astronomia Infravermelha) para estudar as interações de estrelas massivas com seu ambiente.

    SOFIA é um observatório aerotransportado que consiste em um telescópio de 2,7 metros transportado por uma aeronave Boeing 747SP modificada. SOFIA observa no regime infravermelho do espectro eletromagnético, que está além do que os humanos podem ver. Para observadores no terreno, o vapor de água na atmosfera bloqueia grande parte da luz do espaço que os astrônomos infravermelhos estão interessados ​​em medir. Contudo, sua altitude de cruzeiro de sete milhas (13 km), coloca SOFIA acima da maior parte do vapor de água, permitindo aos pesquisadores estudar as regiões de formação de estrelas de uma forma que não seria possível a partir do solo. Durante a noite, o observatório em vôo observa campos magnéticos celestes, regiões de formação de estrelas (como RCW 120), cometas e nebulosas. Graças ao novo receptor upGREAT que foi instalado em 2015, o telescópio aerotransportado pode fazer mapas mais precisos de grandes áreas do céu do que nunca. As observações do RCW 120 fazem parte da pesquisa SOFIA FEEDBACK, um esforço internacional liderado pelos pesquisadores Nicola Schneider da University of Cologne e Alexander Tielens da University of Maryland, que faz uso de upGREAT para observar uma infinidade de regiões de formação de estrelas.

    A equipe de pesquisa optou por observar a linha espectroscópica [CII] com SOFIA, que é emitido do carbono ionizado difuso na região de formação de estrelas. "A linha [CII] é provavelmente o melhor marcador de feedback em pequenas escalas, e, ao contrário das imagens infravermelhas, nos dá informações de velocidade, o que significa que podemos medir como o gás se move. O fato de que agora podemos observar [CII] facilmente em grandes regiões no céu com upGREAT torna o SOFIA um instrumento realmente poderoso para explorar o feedback estelar em mais detalhes do que era possível antes, "diz Matteo.

    Usando suas observações [CII] da SOFIA, a equipe de pesquisa descobriu que RCW 120 está se expandindo em 33, 000 mph (15 km / s), o que é incrivelmente rápido para uma nebulosa. A partir desta velocidade de expansão, a equipe conseguiu colocar um limite de idade na nuvem e descobriu que o RCW 120 é muito mais jovem do que se pensava anteriormente. Com a estimativa de idade, eles foram capazes de inferir o tempo que levou para a formação de estrelas no limite da nebulosa começar depois que a estrela central foi formada. Essas descobertas sugerem que processos de feedback positivo ocorrem em escalas de tempo muito curtas e apontam para a ideia de que esses mecanismos podem ser responsáveis ​​pelas altas taxas de formação de estrelas que ocorreram durante os primeiros estágios do universo.

    Esperando ansiosamente, a equipe espera expandir este tipo de análise para o estudo de mais regiões de formação de estrelas. Matteo diz, "As outras regiões que observamos com a pesquisa FEEDBACK estão em diferentes estágios de evolução, têm morfologias diferentes, e alguns têm muitas estrelas de alta massa neles, em oposição a apenas um no RCW 120. Podemos então usar essas informações para determinar quais processos impulsionam principalmente a formação estelar desencadeada e como os processos de feedback diferem entre os vários tipos de regiões de formação estelar. "


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