A alta concentração de enormes estrelas jovens no centro da Via Láctea há muito que intriga os astrónomos. Por causa de
Estrelas jovens em torno de um buraco negro supermassivo
Enormes estrelas jovens no centro da Via Lácteamovendo-se em órbitas estreitas em torno de um buraco negro supermassivo. Um estudo realizado em 2000 descobriu que a maioria deles se move no mesmo sentido horário em torno de Sagitário A*.
Uma análise mais aprofundada de uma amostra de 13 estrelas,localizado a 0,4 parsecs (1,3 anos-luz) do centro galáctico, descobriu uma característica incomum: 10 deles estão dentro de um disco fino inclinado em relação ao plano galáctico. Mais tarde, os cientistas sugeriram a presença de um segundo disco, também formado por estrelas jovens, mas com inclinação ligeiramente diferente do plano da Galáxia.
Até agora, não se sabia como as estrelas podemse formam tão perto de um buraco negro. A uma distância tão próxima, todos os objetos devem experimentar poderosas forças de maré: um campo gravitacional muito forte e não homogêneo de um buraco negro estende os objetos que estão próximos. Esse fenômeno é chamado de espaguetificação. Muitas vezes leva à morte de estrelas já formadas. Coágulos de matéria em tais condições simplesmente não podem se unir para iniciar uma reação termonuclear.
Ilustração artística de uma estrela se alongando ao se aproximar demais do horizonte de eventos do buraco negro. Imagem: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
Que hipóteses explicam esse fenômeno?
Ter dois discos estrela separados requerepisódios individuais de formação estelar. Entre eles poderia passar cerca de um milhão de anos. Os pesquisadores propuseram vários modelos para a origem dessas estrelas, que podem ser divididas em dois tipos: formação no local ou migração após formação em um aglomerado distante.
Primeiro, como resultado da destruição das marésnuvem molecular pode formar um disco de acreção. Tal processo leva à formação de uma estrutura fina com um diâmetro de cerca de 100.000 vezes o tamanho do Sol. Sob a influência de sua própria gravidade, tal disco poderia teoricamente se fragmentar em várias estrelas. Processos semelhantes também podem causar a colisão de várias nuvens moleculares.
Em segundo lugar, essas estrelas podem ter se formado emum aglomerado maciço longe o suficiente para evitar a interrupção das marés. Depois disso, como resultado de processos dinâmicos, eles podem migrar para o centro da galáxia.
Ambas as opções são plausíveis. Mas, para formar discos inclinados em ângulos diferentes em relação ao plano da Galáxia, são necessários processos dinâmicos complexos.
Que alternativa os astrofísicos sugeriram?
Ilustração artística de uma explosão de perturbação das marés. Imagem: ESA/C. carreau
Pesquisadores das universidades Stony Brook e Monash sugeriram que, quando uma estrela é destruída pelas forças de maré de um buraco negro supermassivo, ela prepara o terreno para a formação de novos.
Nas raras ocasiões em que uma estrela entra emparte de um buraco negro, ele ejeta um jato de matéria, explicam os cientistas. O casulo de gás que envolve este jato se expande perpendicularmente ao jato. Ele comprime o gás circundante e cria pressão suficiente para que os aglomerados de gás possam superar a atração de maré do buraco negro e formar novas estrelas.
Enquanto o casulo em expansão estimulaa formação de estrelas é perpendicular ao jato, o próprio jato cria um cone de gás superaquecido que suprime a formação de estrelas ao longo de todo o seu comprimento. Simulações mostram que a combinação desses fatores leva à formação de estrelas no disco fino, com a orientação do disco relacionada à órbita da estrela em colapso.
Modelando a formação de estrelas a partir de um casulo formado após uma explosão de ruptura das marés. Imagem: Rosalba Perna, Evgeni Grishin, The Astrophysical Journal Letters
Os pesquisadores observam que é esse método que garante a formação de discos a partir de várias estrelas inclinadas em um ângulo aleatório em relação ao plano galáctico dos discos.
Com que frequência isso acontece?
O buraco negro supermassivo da Via Láctea está causandoa ruptura das marés de uma estrela a cada 10.000–100.000 anos, e as ejeções de ruptura das marés ocorrem uma vez a cada 1–10 milhões de anos. No entanto, como esse método leva à formação de estrelas massivas, os discos devem desaparecer rapidamente e as estrelas formadas como resultado da destruição das marés viverão apenas alguns milhões de anos.
Este modelo também explica o arranjo incomumdiscos estelares e o fato de que até agora apenas dois deles foram encontrados. Todo o resto simplesmente já entrou em colapso, acreditam os cientistas. Embora a hipótese precise de mais verificações experimentais, é de longe a explicação mais simples para as observações.
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Capa: Imagem composta do centro da Via Láctea tirada em diferentes comprimentos de onda. Imagem: NASA, ESA, SSC, CXC e STScI