p Por três anos, Jenny Calahan liderou colegas estudantes de graduação na Universidade do Arizona (UA) em pesquisas para ajudar a desvendar o mistério de como as estrelas mais massivas da galáxia nascem. p Em 23 de julho, apenas dois meses depois de Calahan se formar em física e astronomia, o artigo de pesquisa resultante, "Em busca de fluxo de entrada para candidatos a maciços aglomerados de estrelas sem estrelas identificados no Bolocam Galactic Plane Survey, "foi publicado no Astrophysical Journal . Seus co-autores incluem alunos que ajudaram na pesquisa e na pesquisa.

p "Ainda há uma questão em aberto na astronomia quando se trata da formação massiva de estrelas, "Calahan disse." Como as estrelas com mais de oito massas solares se formam a partir de nuvens de poeira e gás? "

p Os astrônomos entendem esse processo para estrelas do tamanho do nosso sol. As partículas nas nuvens são atraídas umas pelas outras e começam a se aglomerar. A gravidade toma conta e os gases fluem para o centro da nuvem conforme ela entra em colapso. Ao longo de milhões de anos, o gás é colocado sob tanta pressão que começa a queimar, e a estrela nasce quando a fusão nuclear finalmente começa no núcleo do gás comprimido.

p Teorias sobre quanto gás e tempo leva para fazer uma estrela como o nosso Sol podem ser comprovadas por meio de observações, porque cada estágio da vida de uma estrela semelhante ao Sol - desde o colapso das nuvens de gás em um núcleo pré-estelar até a expansão da estrela em uma gigante vermelha e o colapso em uma anã branca - pode ser visto em toda a galáxia.

p Mas os astrônomos ainda precisam entender como as estrelas com mais de oito vezes a massa do nosso Sol se formam. Estrelas deste tamanho explodem em supernovas no final de suas vidas, deixando para trás buracos negros ou estrelas de nêutrons.

p "Existem algumas teorias para a formação massiva de estrelas que funcionam em simulações, mas não vimos essas condições iniciais no universo selvagem, "Calahan disse.

p Uma teoria é a formação de núcleos massivos, disse Yancy Shirley, professor associado do Departamento de Astronomia da UA. Os núcleos massivos são coleções densas de gás várias vezes maiores do que a estrela que eles criam. Para estrelas massivas, os núcleos devem ter pelo menos 30 vezes a massa do nosso sol.

p "As pessoas estão tendo problemas para encontrar objetos como esse, "Shirley disse.

p A outra teoria é que múltiplos núcleos de baixa massa se formam dentro de um aglomerado de gás. Os núcleos de baixa massa crescem à medida que competem por material no aglomerado, e eventualmente, um dos núcleos cresce o suficiente para formar uma estrela massiva.

p “Este é o debate:qual dessas duas fotos é mais correta, ou é alguma combinação dos dois? ", disse Shirley.

p O primeiro passo para responder à pergunta é identificar a primeira fase da formação estelar, então Calahan, sob a orientação de Shirley, partiu para encontrar aglomerados que mostram sinais de movimento de gás em colapso, chamado de "influxo".

p Calahan selecionou 101 assuntos de uma lista de mais de 2, 000 enorme, nuvens de gás frias e aparentemente sem estrelas chamadas de candidatos de aglomeração sem estrelas, ou SCCs. Embora os astrônomos tenham estudado SCCs no passado, muitos deles focados nos objetos mais brilhantes e massivos. O estudo de Calahan foi único por ser uma pesquisa cega.

p Variando em tamanho de algumas centenas de vezes a massa do nosso Sol a alguns milhares de massas solares, os SCCs Calahan selecionados são uma amostra representativa de todas as nuvens de gás que têm o potencial de formar estrelas massivas.

p Usando o rádio telescópio de 12 metros do Arizona Radio Observatory no Steward Observatory em Kitt Peak, Calahan detectou e rastreou as ondas de rádio emitidas pelo gás molecular oxometilio (HCO +), que emite um comprimento de onda de rádio específico.

p Uma vez que Shirley e os alunos de graduação, ele aconselha a usar o telescópio para identificar objetos de interesse especial, como o recolhimento de SCCs, os aglomerados de interesse são posteriormente estudados usando ALMA, que pode perscrutar mais profundamente o gás e encontrar estrelas ou outros objetos que não podem ser vistos com o telescópio de 12 metros.

p Oxometilio, uma das moléculas de íons mais abundantes no espaço, é um íon altamente reativo que não sobreviveria na atmosfera da Terra. Quando o oxometilio se move em direção a um observador, os comprimentos de onda são comprimidos; quando o gás se afasta de um observador, os comprimentos de onda são esticados.

p Ao analisar os comprimentos de onda, Calahan identificou seis SCCs que mostraram os sinais reveladores de colapso, sugerindo que o colapso do gás acontece rapidamente, representando apenas 6% do processo de formação de estrelas massivas.

p "Um lado está caindo para longe de nós e um lado está caindo em nossa direção, "Calahan disse.

p As pesquisas levam muitas dezenas de horas para serem concluídas. Calahan e Shirley passaram 19 fins de semana ao longo de oito meses para estudar os SCCs.

p "Eu já vi cada parte desta pesquisa, "Calahan disse." Eu tenho que fazer parte da pergunta, observando e fazendo a redução de dados. "

p Grupos de estudantes de graduação viajaram com Calahan e Shirley até o telescópio, onde aprenderam técnicas de observação astronômica e análise de dados.

p "A primeira vez que subimos, Aprendi como usar o telescópio e como analisar os dados, "Calahan disse." Pela terceira vez, Eu poderia ensinar outros alunos. "

p Shirley serviu como conselheira para vários alunos que publicaram a pesquisa que fizeram na UA, mas Calahan é o primeiro aluno dele cujo trabalho foi aceito antes da formatura.

p "Eu não acho que poderia ter feito isso em qualquer outra universidade, "Calahan disse." Temos os recursos e o corpo docente para nos ensinar como reduzir os dados da vida real e observar em um telescópio da vida real. Isso é realmente exclusivo para esta instituição. "