Astrônomos encontram o local de nascimento das estrelas na galáxia do redemoinho

Compreender como funciona a formação de estrelas em escala galáctica é um desafio em nossa Via Láctea. Embora tenhamos uma compreensão geral do layout da nossa galáxia, não podemos ver todos os detalhes de frente como gostaríamos se estivéssemos explorando uma única galáxia em busca de detalhes da formação estelar. Felizmente, temos uma visão muito boa da totalidade de uma das galáxias mais famosas de toda a astronomia – M51, a Galáxia do Redemoinho. Agora, uma equipa de investigadores do Instituto Max Planck de Astronomia concluiu um levantamento de moléculas por toda a galáxia e desenvolveu um mapa de potenciais regiões de formação estelar.

Rastrear a formação de estrelas de longe é melhor feito monitorando nuvens frias de gás e poeira formadas como parte do processo de criação. Essas nuvens podem abranger galáxias inteiras e são rastreadas por astrônomos usando dois tipos de moléculas – cianeto de hidrogênio (HCN) e diazenílio (N).₂H+).

Normalmente, essas moléculas interagem com o hidrogênio flutuando no espaço interestelar e são giradas com alguma velocidade de rotação. Se essa rotação for desacelerada, por exemplo, interagindo com outras moléculas, elas emitem um sinal específico de radiofrequência com comprimento de onda de três milímetros.

Até agora, não houve nenhum telescópio sensível o suficiente para rastrear cuidadosamente o HCN e o diazenílio fora da nossa galáxia. No entanto, os pesquisadores encontraram uma ferramenta que poderia fazer isso – o Northern Extended Millimeter Array (NOEMA). Localizado nos Alpes franceses, o NOEMA utiliza uma técnica chamada interferometria para detectar sinais de rádio muito mais fracos do que um telescópio de antena única seria capaz.

Essa sensibilidade permitiu aos pesquisadores observar pela primeira vez os sinais de HCN e diazenílio da Galáxia Whirlpool em todas as regiões. O que eles descobriram foi surpreendente. Mesmo a uma distância de 28 milhões de anos-luz, os investigadores podem ver padrões óbvios de nuvens gasosas nos braços espirais, representados por sinais para ambas as moléculas de identificação.

No entanto, as coisas ficam mais complicadas perto do centro da galáxia. O brilho do HCN aumenta em comparação com o brilho do diazenílio. Os pesquisadores acham que isso pode ser causado pelo buraco negro supermassivo no centro da galáxia puxando o HCN a velocidades muito mais altas do que nos braços espirais, o que causa atrito com outras moléculas e, novamente, pelo tipo de radiação de rádio que os astrônomos usariam. confiar para rastrear as nuvens de gás.

O diazenílio não parece ser afetado por este fenômeno, por isso continua sendo uma fonte estável de informação para rastrear nuvens de gás mesmo perto do centro da galáxia. No entanto, tem uma desvantagem muito simples – é até cinco vezes mais fraco que o sinal do HCN. É aí que entra a NOEMA.

Os investigadores usaram 214 horas de observação no interferómetro para observar a galáxia Whirlpool e complementaram-nas com outras 70 horas num radiotelescópio mais pequeno e de antena única em Espanha. Os dados de interferometria são complicados, por isso os pesquisadores levaram mais de um ano para coletá-los, categorizá-los e analisá-los até o ponto em que agora estão prontos para publicação na Astronomy & Astrophysics.

Mas isso é apenas um começo – muitas outras galáxias com regiões de formação estelar poderiam ser exploradas usando esta técnica. No entanto, a Galáxia Whirlpool parece única na intensidade do sinal para estas duas moléculas em particular. Os investigadores pensam que a recolha de dados sobre outras galáxias exigiria telescópios ainda mais sensíveis. Felizmente, existem muitos radiotelescópios poderosos no horizonte, incluindo o Very Large Array de próxima geração, por isso esperamos que, em breve, os investigadores tenham ferramentas ainda mais robustas para observar as regiões de formação estelar de galáxias próximas.

Saber mais:
MPIA – Os locais de nascimento das estrelas na Galáxia Whirlpool
Stuber et al. – Levantando o Whirlpool em segundos de arco com NOEMA (SWAN)
UT – Deleite-se com esta região de formação de estrelas, graças ao JWST
UT – A formação estelar no centro da Via Láctea começou no núcleo e depois seguiu para fora

Imagem principal:
Esta ilustração mostra a distribuição da radiação da molécula de diazenílio (cores falsas) na Galáxia do Redemoinho
Crédito da imagem: Thomas Müller (HdA/MPIA), S. Stuber et al. (MPIA), NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) e Hubble Heritage Team (STScI/AURA)