APEX observa nuvens escuras no Touro

Formação estelar em “marcas escuras do céu”

Uma nova imagem do telescópio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), situado no Chile, mostra um filamento sinuoso de poeira cósmica com mais de dez anos-luz de comprimento. No seu interior estão escondidas estrelas acabadas de nascer e nuvens densas de gás preparam-se para colapsar e formar ainda mais estrelas. Esta é uma das regiões de formação estelar mais próximas de nós. Os grãos de poeira cósmica são tão frios que são necessárias observações no comprimento de onda do milímetro, tais como estas obtidas com a câmara LABOCA montada no APEX, para podermos detectar o seu brilho ténue.

A nuvem molecular do Touro, na constelação do Touro, situa-se a cerca de 450 anos-luz de distância. Esta imagem mostra duas partes de uma estrutura filamentar muito comprida na nuvem, conhecidas como Barnard 211 e Barnard 213. Os nomes vêm do atlas fotográfico de “marcas escuras do céu” compilado por Edward Emerson Barnard no início do século XX. No visível estas regiões aparecem como tiras escuras, sem estrelas. Barnard argumentou de forma correta que esta aparência se devia a “matéria obscurante no espaço”.

Sabemos hoje que estas marcas escuras são na realidade nuvens de grãos de poeira e gás interestelar. Os grãos de poeira – pequeníssimas partículas parecidas a cinza fina e areia – absorvem a radiação visível, impedindo-nos de observar o rico campo estelar por trás das nuvens. A nuvem molecular do Touro mostra-se particularmente escura nos comprimentos de onda visíveis, uma vez que não possui estrelas de grande massa que iluminam as nebulosas noutras regiões de formação estelar como Orion. Os grãos de poeira emitem eles próprios um brilho fraco mas, uma vez que são extremamente frios, com temperaturas de cerca de – 260º Celsius, a sua radiação só pode ser observada em comprimentos de onda muito maiores que os da radiação visível, a cerca de um milímetro.

Estas nuvens de gás e poeira não são apenas um obstáculo aos astrónomos que desejam observar as estrelas por trás delas. Na realidade, elas próprias são locais de nascimento de novas estrelas. Quando as nuvens colapsam sob a sua própria gravidade, fragmentam-se em nós. Dentro destes nós podem formar-se núcleos densos, onde o hidrogénio gasoso se torna suficientemente denso e quente para que se iniciem reações de fusão: nasce uma nova estrela. O nascimento da estrela encontra-se por isso rodeado por um casulo de poeira denso, que impede a observação nos comprimentos de onda do visível. É por isso que observações a maiores comprimentos de onda, tais como o milímetro, são essenciais para o estudo dos primeiros estádios de formação estelar.

A parte superior direita do filamento que aqui mostramos é a Barnard 211, enquanto que a parte inferior esquerda é a Barnard 213. As observações na banda do milímetro obtidas com a câmara LABOCA montada no telescópio APEX, que mostram o brilho dos grãos de poeira, estão aqui representadas em tons de laranja, encontrando-se sobrepostas a uma imagem da região no óptico, a qual mostra um campo de fundo rico em estrelas. A estrela brilhante por cima do filamento é a φ Tauri, enquanto que a que se encontra parcialmente visível no lado esquerdo da imagem é a HD 27482. Ambas as estrelas estão mais próximo de nós que o filamento e não se encontram associadas a ele.

As observações mostram que a Barnard 213 já se fragmentou e formou nós densos – como está ilustrado nos brilhantes nós de gás iluminado – e a formação estelar já ocorreu. No entanto, a Barnard 211 encontra-se num estádio mais inicial da sua evolução; o colapso e fragmentação estão ainda a ocorrer e irão dar origem a formação estelar no futuro. Esta região é por isso um excelente local para estudar como é que as “marcas escuras do céu” de Barnard desempenham um papel crucial no ciclo de vida das estrelas.

Este é um artigo do ESO, que pode ser lido na totalidade, aqui.