Nascimento de estrelas gigantes visto pelo Alma

[Fotografia - Um conceito artístico da distribuição ambiente do gás em torno de IRAS 16547-4247. A nuvem de gás central, de alta densidade é pensada conter várias proto-estrelas de alta densidade. Duas saídas de jato de gás a partir da parte central nas direções vertical e horizontal, respectivamente, enquanto empurra o gás ambiente para distante, o que faz com que surja uma estrutura em forma de balão. Um par de jatos estreitos é o que foi encontrado em observações passadas.] Um grupo de pesquisa liderado por Aya Higuchi da Universidade de Ibaraki, realizou observações das maciças região de formação estelar IRAS 16547-4247 com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). Os resultados da observação mostram a presença de múltiplos ou, pelo menos duas saídas de gás a partir de uma proto-estrela, indicando a possível existência de duas estrelas recém-nascidas nessa região. Além disso, os resultados de observação rádio de linha de emissão molecular de metanol revelou em detalhes vívida estrutura em forma de ampulheta criado por saídas de gás que espalham para fora enquanto empurrando a nuvem de gás ambiente à distância. Esta é a primeira vez que uma tal estrutura de ampulheta foi encontrada em observações de metanol em regiões de alta massa de formação de estrela. As observações detalhadas de estrelas de grande massa tem sido considerada difícil até agora porque as estrelas de grande massa se ​​formam em um ambiente complexo com várias proto-estrelas em constelações, e as suas regiões de formação estão localizadas mais longe da Terra em comparação com aqueles de estrelas de baixa massa. No entanto, as observações de alta resolução com angular de ALMA abriu uma nova janela para compreender o seu ambiente de formação em mais detalhes. Pesquisa de fundo -  Todas as estrelas que cintilam no céu à noite variam suas massas. Enquanto algumas estrelas têm massas menores do que 1/10 do nosso Sol, as outras têm massas superiores a 100 massas solares. Como uma grande variedade de tais estrelas nasce e quais os fatores que fazem a diferença em suas massas são as questões astronômicas mais fundamentais e mais enigmáticas que ainda precisam ser respondidas. Para resolver estes mistérios, é essencial fazer observações detalhadas de várias estrelas de diferentes massas durante a formação. O processo de formação de estrelas de alta massa, que têm massas maiores que 10 massas solares, ainda tem muito a ser explorado. As observações detalhadas de estrelas de grande massa em um estágio inicial de formação são difíceis porque o número de estrelas de grande massa é menor do que a de  estrelas de 1 massa solar, e o processo de evolução de estrelas de grande massa é mais rápido do que estrelas de baixa massa. Outra condição adversa no estudo de estrelas de grande massa é a distância da Terra. Enquanto as regiões de formação de estrelas de pequena massa estão à cerca de 500 anos-luz de distância da Terra, as de estrelas de alta massa estão mais longe, e até mesmo mais próxima na nebulosa de Orion é de cerca de 1.500 anos-luz de distância. Desde então pensa-se que as estrelas de grande massa nascem em cachos longe da Terra, é impossível compreender o seu processo de formação em detalhes sem observações de alta resolução angular. A este respeito, ALMA é o telescópio mais desejável para este efeito como sendo capaz de observar gás e poeira, que serão ingredientes de estrelas à alta sensibilidade e alta resolução. Observações com ALMA   - A equipe de investigação liderada por Aya Higuchi da Universidade de Ibaraki fez observações das luminosas IRAS 16547, fonte de infravermelhos em Scorpius. IRAS 16547-4247 é um objeto emitindo radiação forte com cerca de 60 vezes a luminosidade solar e sendo cercado por uma nuvem molecular de alta densidade com uma massa de 1.300 massas solares a uma distância de 9.500 anos-luz da Terra. Observações de rádio passadas de monóxido de carbono molecular (CO) na região revelaram um par de saídas, que foi pensado serem emitidas por uma estrela jovem, e algumas outras fontes de rádio foram encontradas, além de um objeto brilhante no centro. "Apesar de muitos dos astrônomos concordarem com o princípio de que esta seria uma região de formação de estrelas de alta massa fértil, não pudemos investigar a cinemática do gás em torno de proto-estrelas de alta massa ao nível da resolução fornecida por telescópios existentes”, disse Higuchi. Para o estudo da estrutura e cinemática do gás em torno de IRAS 16547-4247, o grupo de pesquisa observou linha de emissão molecular de poeiras, CO, e metanol (CH3OH). A partir dos resultados da observação de poeira, descobriu-se primeiro de que o centro da região contém duas nuvens de gás de alta densidade compactas com massas de 10 a 20 vezes maior que a do sol. Pensa-se que estas nuvens de gás estão em torno de uma estrela de alta massa recém-formada como um casulo. E o resultado da observação de CO indica que as saídas, o que parecia um objeto turvo que se estende na direção norte-sul, eram na verdade dois pares de saídas alinhados com o sentido norte-sul e leste-oeste, respectivamente. Uma vez que a resolução angular fornecida pelo ALMA fosse 36 vezes maior do que a aplicada às observações anteriores de CO, os resultados revelaram claramente os detalhes de estrutura complexa e cinemática do gás. Como se assume que uma proto-estrela seja capaz de produzir apenas um par de saídas, estes resultados sugerem que estrelas múltiplas estão sendo formadas simultaneamente nesta região. Além destes, o grupo de pesquisa descobriu que moléculas de metanol são espalhadas do centro de IRAS1654-4247 sob a forma de uma estrutura de ampulheta. CH3OH é normalmente produzido na superfície do pó, mas quando a temperatura aumenta no processo, ele será libertado a partir da superfície do pó e se transforma em gás que emite ondas de rádio. Uma vez que a estrutura de ampulheta feita pela distribuição de CH3OH traça o contorno da saída de CO observada, CH3OH é suposto ter sido produzido pela interação com o gás ambiente, que foi empurrado para fora pelo fluxo de saída da proto, resultando no aumento de temperatura e consequente transição para o gás. Este tipo de estrutura de ampulheta tem sido muitas vezes encontrada em torno de proto-estrelas de massa baixa, mas foi a primeira vez que a distribuição de CH3OH com esta estrutura foi encontrada numa região de alta massa de formação de estrelas. Além disso, os resultados das últimas observações indica a presença de uma fonte de radiação que emite ondas de rádio extremamente fortes na linha estendida da saída de CO. Embora fosse desconhecido o que é responsável pela fonte de radiação neste objeto, os resultados da observação dessa vez sugerem que a fonte de radiação está animada com a influência do choque entre uma saída de alta velocidade e do gás ambiente. "Realizamos observações de rádio de monóxido de carbono e metanol para explorar os detalhes da distribuição e cinemática do gás na região onde as estrelas de alta massa estão se formando em constelações", disse Higuchi. "Um exemplo típico de uma região de alta massa de formação de estrelas é a Nebulosa de Orion, mas ALMA nos permitiu ver o ambiente de formação do complexo de aglomerados de estrelas, que está até mesmo sete vezes mais longe do que a nebulosa de Orion com a resolução de imagem mais alta já alcançada. ALMA irá tornar-se indispensável para a investigação futura sobre a região de alta massa de formação de estrelas". Editor PGAPereira.