Esta imagem do telescópio espacial Hubble da NASA / ESA revela um antigo, bola cintilante de estrelas chamada NGC 1466. É um aglomerado globular - uma reunião de estrelas mantidas juntas pela gravidade - que se move lentamente através do espaço nos arredores da Grande Nuvem de Magalhães, um de nossos vizinhos galácticos mais próximos. NGC 1466 certamente é para extremos. Tem uma massa equivalente a cerca de 140.000 sóis e uma idade de cerca de 13,1 bilhões de anos, tornando-o quase tão antigo quanto o próprio Universo. Essa relíquia parecida com um fóssil do início do Universo fica a cerca de 160.000 anos-luz de distância de nós. NGC 1466 é um dos 5 clusters no LMC em que o nível de evolução dinâmica (ou "idade dinâmica") foi medido. Crédito:ESA / Hubble &NASA
Assim como pessoas da mesma idade podem variar muito em aparência e forma, o mesmo acontece com as coleções de estrelas ou agregados estelares. Novas observações do telescópio espacial Hubble da NASA / ESA sugerem que a idade cronológica por si só não conta a história completa quando se trata da evolução dos aglomerados de estrelas.
Pesquisas anteriores sobre a formação e evolução de aglomerados de estrelas sugeriram que esses sistemas tendem a ser compactos e densos quando se formam, antes de expandir com o tempo para se tornarem aglomerados de tamanhos pequenos e grandes. Novas observações do Hubble na galáxia Grande Nuvem de Magalhães (LMC) aumentaram nossa compreensão de como o tamanho dos aglomerados de estrelas na LMC muda com o tempo.
Os aglomerados de estrelas são agregados de muitas (até um milhão) estrelas. Eles são sistemas ativos nos quais as interações gravitacionais mútuas entre as estrelas mudam sua estrutura ao longo do tempo (conhecido pelos astrônomos como "evolução dinâmica"). Por causa de tais interações, estrelas pesadas tendem a afundar progressivamente em direção à região central de um aglomerado de estrelas, enquanto estrelas de baixa massa podem escapar do sistema. Isso causa uma contração progressiva do núcleo do aglomerado ao longo de diferentes escalas de tempo e significa que aglomerados de estrelas com a mesma idade cronológica podem variar muito em aparência e forma por causa de suas diferentes "idades dinâmicas".
Localizada a cerca de 160.000 anos-luz da Terra, o LMC é uma galáxia satélite da Via Láctea que hospeda aglomerados de estrelas cobrindo uma ampla gama de idades. Isso difere de nossa própria galáxia, a Via Láctea, que contém principalmente aglomerados de estrelas mais antigas. A distribuição de tamanhos em função da idade observada para aglomerados de estrelas no LMC é muito intrigante, como os jovens clusters são todos compactos, enquanto os sistemas mais antigos têm tamanhos pequenos e grandes.
Todos os aglomerados de estrelas, incluindo aqueles no LMC, foram encontrados para hospedar um tipo especial de estrelas revigoradas chamadas retardatárias azuis. Sob certas circunstâncias, as estrelas recebem combustível extra que as aumenta e as ilumina substancialmente. Isso pode acontecer se uma estrela puxa a matéria de um vizinho, ou se eles colidem.
Como resultado do envelhecimento dinâmico, estrelas mais pesadas afundam em direção ao centro de um aglomerado à medida que o aglomerado envelhece, em um processo semelhante à sedimentação, denominado "segregação central". Os retardatários azuis são brilhantes, tornando-os relativamente fáceis de observar, e eles têm grandes massas, o que significa que eles são afetados pela segregação central e podem ser usados para estimar a idade dinâmica de um aglomerado de estrelas.
Francesco Ferraro, da Universidade de Bolonha, na Itália, e sua equipe usaram o Telescópio Espacial Hubble para observar retardatários azuis em cinco (coevos) aglomerados de estrelas LMC antigos com tamanhos diferentes e conseguiram classificá-los em termos de sua idade dinâmica.
Esta ilustração demonstra as duas maneiras pelas quais os retardatários azuis se formam em aglomerados de estrelas. A ilustração à esquerda mostra o modelo de colisão onde duas estrelas de baixa massa em um ambiente superlotado experimentam uma colisão frontal, combinando seu combustível e massa para formar uma única estrela quente. A ilustração à direita mostra o modelo "vampiro" que consiste em um par de estrelas que passam por uma transformação, com a estrela de massa inferior drenando seu companheiro de massa maior do hidrogênio que alimenta seu renascimento. Crédito:NASA / ESA
“Demonstramos que diferentes estruturas de aglomerados de estrelas são devidas a diferentes níveis de envelhecimento dinâmico:eles estão em formas físicas diferentes, apesar de terem nascido no mesmo tempo cósmico. Esta é a primeira vez que o efeito do envelhecimento dinâmico foi medido nos clusters LMC ", diz Ferraro.
"Essas descobertas apresentam áreas intrigantes para pesquisas futuras, uma vez que eles revelam uma maneira nova e valiosa de ler os padrões observados de aglomerados de estrelas LMC, fornecendo novas dicas sobre a história de formação de aglomerados na galáxia LMC, "acrescenta a coautora Barbara Lanzoni.
O artigo da equipe aparecerá em Astronomia da Natureza .
