Nota de Imprensa

ALMA descobre casulo estelar com química estranha

O primeiro objeto deste tipo a ser descoberto fora da Via Láctea

29 de Setembro de 2016

Com o auxílio do ALMA, uma equipa de astrónomos japoneses descobriu uma massa densa e quente de moléculas complexas a envolver uma estrela recém nascida. Este núcleo molecular quente único é o primeiro do seu tipo a ser detectado fora da Via Láctea e apresenta uma composição molecular muito diferente de objetos semelhantes encontrados na nossa Galáxia — uma pista que aponta para o facto da química que ocorre no Universo poder ser muito mais diversa do que o esperado.

Uma equipa de investigadores japoneses utilizou o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para observar uma estrela massiva conhecida por ST11 [1], que se situa na nossa galáxia vizinha anã, a Grande Nuvem de Magalhães. Foi detectada radiação emitida por uma variedade de gases moleculares, o que indica que a equipa descobriu uma região concentrada de gás molecular denso relativamente quente em torno da estrela recém nascida ST11. Esta é a primeira vez que se descobre um núcleo molecular quente [2] fora da Via Láctea.

Takashi Shimonishi, astrónomo na Universidade de Tohoku, Japão, e autor principal do artigo científico que descreve estes resultados, reitera: “Esta é a primeira detecção de um núcleo molecular quente extragaláctico, o que demonstra a grande capacidade da nova geração de telescópios no estudo de fenómenos astroquímicos para além da Via Láctea.”

As observações ALMA revelaram que este núcleo tem uma composição muito diferente de objetos semelhantes encontrados na Via Láctea. As assinaturas químicas mais proeminentes deste núcleo incluem moléculas familiares, tais como dióxido de enxofre, óxido nítrico e formaldeído — assim como a sempre presente poeira. No entanto, vários compostos orgânicos, incluindo metanol (a mais simples molécula do álcool), aparecem com uma abundância muito baixa neste núcleo molecular quente. Em contraste, núcleos semelhantes observados na Via Láctea apresentam uma grande variedade de moléculas orgânicas complexas, incluindo metanol e etanol.

Takashi Shimonishi explica: ”As observações sugerem que as composições moleculares da matéria que forma as estrelas e os planetas são muito mais diversas do que esperávamos.”

A Grande Nuvem de Magalhães tem uma baixa abundância de elementos, para além do hidrogénio e do hélio [3]. A equipa de investigação sugere que este meio galáctico muito diferente afecta os processos de formação de moléculas que ocorrem em torno da estrela recém nascida ST11, o que pode explicar as diferenças nas composições químicas observadas. 

Não é ainda claro se as moléculas grandes e complexas detectadas na Via Láctea existem também em núcleos moleculares quentes noutras galáxias. As moléculas orgânicas complexas têm especial interesse pois algumas delas estão ligadas a moléculas pré-bióticas que se formam no espaço. Este objeto recém descoberto numa das galáxias mais próximas de nós é um alvo excelente para estudar este tópico e levanta também outra questão: poderá a diversidade química nas galáxias afectar o desenvolvimento de vida extragaláctica?

Notas

[1] O nome completo da ST11 é 2MASS J05264658-6848469. Esta jovem estrela de nome estranho está classificada como um “Objeto Estelar Jovem”. Embora pareça atualmente uma única estrela, é possível que prove ser um enxame estelar compacto ou um sistema estelar múltiplo. Este objeto foi o alvo de estudo das observações da equipa científica e os resultados obtidos mostraram que a ST11 se encontra rodeada por um núcleo molecular quente.

[2] Núcleos moleculares quentes têm que: ser (relativamente) pequenos, com um diâmetro de menos de 0,3 anos-luz; ter uma densidade maior que um bilhão de moléculas por metro cúbico (muito mais baixa que a atmosfera terrestre, mas suficientemente alta para o meio interestelar); ter uma temperatura relativamente elevada, superior a -173º Celsius, o que os torna pelo menos 80º Celsius mais quentes do que uma nuvem molecular normal, apesar da densidade semelhante. Estes núcleos quentes formam-se cedo no ciclo de evolução de estrelas massivas e desempenham um papel crucial na formação de químicos complexos no espaço.

[3] As reações de fusão nuclear que ocorrem após uma estrela ter queimado todo seu hidrogénio em hélio dão origem a elementos mais pesados. Estes elementos são lançados para o espaço quando as estrelas massivas moribundas explodem sob a forma de supernovas. Por isso, à medida que o Universo envelheceu, a abundância de elementos pesados aumentou. Graças à sua baixa abundância de elementos pesados, a Grande Nuvem de Magalhães fornece-nos pistas sobre os processos químicos que ocorriam quando o Universo era mais jovem.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado The Detection of a Hot Molecular Core in the Large Magellanic Cloud with ALMA, que foi publicado na revista da especialidade Astrophysical Journal a 9 de  agosto de 2016.

A equipa é composta por Takashi Shimonishi (Instituto de Investigação de Vanguarda para Ciências Interdisciplinares & Instituto Astronómico, Universidade de Tohoku, Japão), Takashi Onaka (Departamento de Astronomia, Universidade de Tóquio, Japão), Akiko Kawamura (Observatório Astronómico Nacional do Japão, Japão) e Yuri Aikawa (Centro de Ciências Computacionais, Universidade de Tsukuba, Japão).

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica internacional, é uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional para a Ciência dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional Científico da Ilha Formosa (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Ilha Formosa e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI).

A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório ALMA (JAO) fornece uma liderança e direção unificadas na construção, gestão e operação do ALMA.

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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• Artigo científico
  
• Fotografias do ALMA

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1634, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.