Os astrónomos observaram com uma precisão sem precedentes uma estrela massiva em pleno banquete cósmico. Esta descoberta oferece uma janela única sobre os mecanismos de crescimento destes gigantes.
Representação artística do gás de amoníaco a cair no disco de acreção que alimenta a jovem estrela massiva HW2. Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/B. Saxton
Situada a cerca de 2.300 anos-luz da Terra, na região de formação de estrelas Cepheus A, a HW2 é uma estrela em formação, 10 a 20 vezes mais massiva que o nosso Sol. Os investigadores conseguiram penetrar no denso véu de poeira que envolve esta estrela para estudar o gás que alimenta o seu rápido crescimento.
Graças a observações de rádio do amoníaco, uma molécula abundante no espaço interestelar, os astrónomos mapearam o disco de gás e poeira em rotação em torno da HW2. Estes resultados, em breve publicados na Astronomy & Astrophysics, confirmam que as estrelas massivas crescem da mesma forma que as suas homólogas mais pequenas.
A equipa utilizou o conjunto de telescópios de rádio Very Large Array, no Novo México, para estas observações. Seguindo a assinatura das moléculas de amoníaco, conseguiram ver através da poeira densa e aproximar-se o máximo possível da estrela. Os dados revelam que o gás está a colapsar para o interior a uma velocidade vertiginosa.
A taxa de crescimento da HW2 é uma das mais elevadas já registadas, equivalente a cerca de duas massas de Júpiter por ano. Esta descoberta levanta questões sobre como o ambiente imediato da estrela influencia a sua evolução. As observações mostram uma distribuição assimétrica do gás no disco de acreção.
Esta assimetria pode indicar que o disco está a receber uma injeção externa de matéria, possivelmente canalizada por um filamento de gás e poeira nas proximidades. Esta hipótese alinha-se com as crescentes evidências de que tais filamentos podem ligar as estrelas jovens ao seu ambiente, atuando como linhas de abastecimento cósmicas.
Embora os investigadores ainda não possam visualizar diretamente estes filamentos, o estudo oferece previsões testáveis para futuras observações. Compreender quanto tempo a HW2 pode continuar a crescer é uma questão-chave para os astrónomos.
Os próximos passos incluem observações mais detalhadas para confirmar a presença destes filamentos e compreender melhor o seu papel na formação de estrelas massivas. Estas pesquisas podem esclarecer os processos universais de formação estelar.
Como se formam as estrelas massivas?
As estrelas massivas, como a HW2, formam-se a partir de nuvens de gás e poeira que colapsam sob a sua própria gravidade. Ao contrário das estrelas mais pequenas, a sua formação é menos compreendida devido à sua raridade e curta duração de vida. O processo envolve a acreção de matéria a partir de um disco circundante, que alimenta o crescimento da estrela.
As estrelas massivas atingem temperaturas e pressões internas extremas, desencadeando reações nucleares intensas. Isto torna-as muito mais luminosas e quentes do que estrelas como o nosso Sol.
A sua formação rápida e evolução violenta têm implicações maiores para a dinâmica das galáxias, influenciando a formação de outras estrelas e a distribuição de elementos pesados no Universo, uma vez que explodem em supernovas.
Qual é o papel dos discos de acreção na formação estelar?
Os discos de acreção são estruturas-chave na formação de estrelas, atuando como reservatórios de matéria que alimentam o crescimento da estrela central. Formam-se quando o gás e a poeira se organizam num disco plano em rotação em torno da jovem estrela.
Estes discos permitem que a matéria perca gradualmente energia e caia progressivamente em direção à estrela, em vez de colapsar diretamente. Este processo permite um crescimento estável e contínuo.
No caso das estrelas massivas, os discos de acreção têm de lidar com fluxos de matéria muito maiores, o que pode levar a assimetrias e instabilidades. Estas características oferecem pistas sobre as condições extremas da sua formação.
Os discos de acreção são também o local de formação de planetas em torno de estrelas mais pequenas, mostrando a importância universal destas estruturas na astrofísica.