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    O tempo de vida de regiões massivas de formação de estrelas

    Uma imagem de uma região com núcleos formadores de estrelas (vistos em vermelho) e aglomerados sem estrelas (as regiões escuras). Os astrônomos combinaram estudos estatísticos desses dados infravermelhos com imagens submilimétricas para estimar a idade típica de um aglomerado de formação de estrelas massivas em cerca de um milhão de anos. Os dados vermelhos são de imagens Herschel de 70 mícrons, o verde e o azul são de imagens do Spitzer IRAC em 8 e 4,5 mícrons. Crédito:Battersby et al.

    Os astrônomos podem estimar aproximadamente quanto tempo leva para uma nova estrela se formar:é o tempo que leva para o material em uma nuvem de gás entrar em colapso em queda livre, e é definido pela massa, o tamanho da nuvem, e gravidade. Embora seja uma aproximação, este cenário de rápido, a formação estelar dinâmica é consistente com muitas observações, especialmente de fontes onde novo material pode fluir para a nuvem, talvez ao longo de filamentos, para sustentar a atividade estável. Mas esta imagem simples pode não se aplicar aos sistemas maiores com aglomerados de estrelas e estrelas de grande massa. Em vez de um colapso rápido, o processo pode ser inibido por pressão, turbulência, ou outras atividades que o retardam.

    O astrônomo Cara Battersby do CfA e dois colegas estudaram a formação, evolução inicial, e vidas de regiões de formação de estrelas de alta massa e suas primeiras fases evolutivas em densas, regiões moleculares. Esses aglomerados têm densidades de gás tão altas quanto dez milhões de moléculas por centímetro cúbico (dezenas de milhares de vezes mais altas do que o típico em nuvens de gás); a poeira associada a este gás bloqueia a luz externa das estrelas, deixando o material muito frio, apenas algumas dezenas de graus acima do zero absoluto. O método usual para identificar esses aglomerados é com telescópios submilimétricos, que tiram imagens do céu; algoritmos automatizados podem então processar as imagens para identificar e caracterizar aglomerados frios. O problema é que mesmo um aglomerado quiescente pode conter sub-regiões de atividade que não são marcadas com as resoluções espaciais relativamente pobres dos telescópios submilimétricos usados ​​para montar catálogos dessas regiões.

    Em vez de confiar nas imagens submilimétricas de todos os aglomerados, os astrônomos examinaram cada um dos múltiplos, pixels individuais em cada imagem agrupada e comparou os resultados com dados de infravermelho e infravermelho distante. Essas imagens infravermelhas mostram materiais mais quentes, incluindo aquelas de pequenas fontes embutidas que podem ter sido superadas na imagem maior. O infravermelho sinaliza a presença de atividade de formação de estrelas na aglomeração, e também caracteriza as temperaturas do pó (que são ligeiramente mais altas quando tal atividade está presente). Os autores ancoram seu cronograma a fontes chamadas masers de metanol, encontrados em regiões de formação de estrelas, que duram cerca de 35, 000 anos. Esses masers são vistos em muitos dos aglomerados densos, e estimativas razoáveis ​​de suas propriedades restringem a idade dos aglomerados em que estão localizados.

    As estatísticas de todos os aglomerados submilimétricos e infravermelhos fornecem uma estimativa dos valores típicos da vida útil de um aglomerado. Os astrônomos descobriram que aglomerados sem estrelas embutidas duram entre cerca de 0,2 e 1,7 milhões de anos, enquanto aqueles com estrelas duram apenas cerca de metade desse tempo. Os tempos, no caso de formação de estrela, abrangem uma faixa de cerca de 0,4 - 2,4 tempos de queda livre, em bom acordo com os modelos. Os resultados também demonstram que a maioria do gás de alta densidade é encontrada em aglomerados sem uma estrela de alta massa (no entanto, pode ser pequeno, estrelas de baixa massa presentes).


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