Uma equipe internacional de astrônomos revelou uma superabundância 'surpreendente' de estrelas massivas em uma galáxia vizinha.

A descoberta, feito na gigantesca região de formação de estrelas 30 Doradus na galáxia Grande Nuvem de Magalhães, tem consequências de 'longo alcance' para a nossa compreensão de como as estrelas transformaram o Universo primitivo naquele em que vivemos hoje.

Os resultados são publicados na revista Ciência .

Autor principal Fabian Schneider, um Hintze Research Fellow no Departamento de Física da Universidade de Oxford, disse:'Ficamos surpresos quando percebemos que 30 Doradus formou muito mais estrelas massivas do que o esperado.'

Como parte do VLT-FLAMES Tarantula Survey (VFTS), a equipe usou o Very Large Telescope do ESO para observar quase 1, 000 estrelas massivas em 30 Doradus, um viveiro estelar gigantesco, também conhecido como nebulosa da tarântula. A equipe usou análises detalhadas de cerca de 250 estrelas com massas entre 15 e 200 vezes a massa do nosso Sol para determinar a distribuição de estrelas massivas nascidas em 30 Doradus - a chamada função de massa inicial (FMI).

Estrelas massivas são particularmente importantes para os astrônomos por causa de sua enorme influência em seus arredores (conhecida como 'feedback'). Eles podem explodir em supernovas espetaculares no final de suas vidas, formando alguns dos objetos mais exóticos do Universo - estrelas de nêutrons e buracos negros.

O co-autor Hugues Sana, da Universidade de Leuven, na Bélgica, disse:'Não ficamos apenas surpresos com o grande número de estrelas massivas, mas também que seu FMI é densamente amostrado até 200 massas solares. ' Até recentemente, a existência de estrelas com até 200 massas solares era altamente disputada, e o estudo mostra que uma massa máxima de nascimento de estrelas de 200-300 massas solares parece provável.

Na maioria das partes do Universo estudadas pelos astrônomos até agora, as estrelas tornam-se mais raras quanto mais massivas têm. O FMI prevê que a maior parte da massa estelar está em estrelas de baixa massa e que menos de 1% de todas as estrelas nascem com massas superiores a dez vezes a do Sol. Medir a proporção de estrelas massivas é extremamente difícil - principalmente por causa de sua escassez - e há apenas um punhado de lugares no Universo local onde isso pode ser feito.

A equipe voltou-se para 30 Doradus, a maior região local de formação de estrelas, que hospeda algumas das estrelas mais massivas já encontradas, e determinou as massas de estrelas massivas com observacionais únicos, ferramentas teóricas e estatísticas. Esta grande amostra permitiu aos cientistas derivar o segmento de alta massa mais preciso do FMI até o momento, e mostrar que estrelas massivas são muito mais abundantes do que se pensava. Chris Evans, do Centro de Tecnologia de Astronomia do Reino Unido, do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia, o investigador principal de VFTS e um co-autor do estudo, disse:'Na verdade, nossos resultados sugerem que a maior parte da massa estelar não está mais em estrelas de baixa massa, mas uma fração significativa está em estrelas de grande massa. '

As estrelas são motores cósmicos e produziram a maioria dos elementos químicos mais pesados ​​que o hélio, desde o oxigênio que respiramos todos os dias até o ferro em nosso sangue. Durante suas vidas, estrelas massivas produzem grandes quantidades de radiação ionizante e energia cinética por meio de fortes ventos estelares. A radiação ionizante de estrelas massivas foi crucial para o rebrilhamento do Universo após a chamada Idade das Trevas, e seu feedback mecânico impulsiona a evolução das galáxias. Philipp Podsiadlowski, um co-autor do estudo da Universidade de Oxford, disse:'Para compreender quantitativamente todos esses mecanismos de feedback, e, portanto, o papel das estrelas massivas no Universo, precisamos saber quantos desses gigantes nascem. '

Fabian Schneider acrescentou:'Nossos resultados têm consequências de longo alcance para a compreensão do nosso cosmos:pode haver 70% mais supernovas, uma triplicação dos rendimentos químicos e cerca de quatro vezes a radiação ionizante de populações massivas de estrelas. Também, a taxa de formação de buracos negros pode ser aumentada em 180%, traduzindo-se diretamente em um aumento correspondente de fusões de buracos negros binários que foram recentemente detectados por meio de seus sinais de ondas gravitacionais. '

A pesquisa da equipe deixa muitas questões em aberto, que pretendem investigar no futuro:quão universais são as descobertas, e quais são as consequências disso para a evolução do nosso cosmos e a ocorrência de supernovas e eventos de ondas gravitacionais?