Cientistas das universidades de Kyushu e Nagoya, no Japão, simularam em três dimensões o mecanismo que forma os chamados berçários estelares em formato radial. Observações astronômicas já mostravam que nuvens de gás formadoras de estrelas frequentemente apresentam filamentos convergindo para um centro denso, como raios de uma roda.
A física por trás dessa arquitetura permanecia um mistério até a utilização do supercomputador ATERUI III, dedicado à astronomia e operado pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão. Os pesquisadores executaram uma simulação magneto-hidrodinâmica complexa, combinando a dinâmica dos gases com os efeitos de campos magnéticos.
O modelo partiu de uma nuvem molecular com formato semelhante a um dorayaki, doce japonês mais espesso no centro e fino nas bordas. Segundo Shingo Nozaki, estudante de doutorado da Universidade de Kyushu e pesquisador da Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência, as estrelas nascem nas regiões mais frias e densas dessas nuvens.
O campo magnético que atravessa a nuvem é puxado pela gravidade, deformando-se em forma de ampulheta. Nesse cenário, os cientistas introduziram uma perturbação externa, simulando o impacto de uma onda de choque gerada por uma supernova ou pelo gás em expansão ao redor de estrelas massivas.
Conforme reportagem do phys.org, a simulação revelou que a colisão da onda de choque com o campo magnético curvo gera choques oblíquos. Esses choques reforçam segmentos do campo magnético, formando canais invisíveis que guiam o gás comprimido.
O resultado é a formação de longos e estreitos filamentos de material denso, alinhados radialmente e convergindo para o centro da nuvem. Esse padrão reproduziu com fidelidade os sistemas de hub-filamento observados pelos telescópios.
O fluxo de gás para o centro não é uniforme. O gás denso nos filamentos acelera de forma constante em direção ao núcleo, enquanto o gás de baixa densidade entre os filamentos permanece praticamente imóvel. Essa separação explica por que a eficiência da formação estelar fica limitada a apenas alguns por cento da massa total da nuvem.
Os filamentos produzidos pelo choque são os principais veículos que transportam matéria para o berçário central. O estudo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters, uma das mais prestigiadas publicações da área.
Nozaki explicou que a origem das ondas de choque está ligada ao ciclo de vida das estrelas. Tanto as bolhas impulsionadas por radiação de estrelas massivas recém-formadas quanto os remanescentes de supernovas podem gerar essas perturbações.
Há um ciclo quase vital nisso. O que uma estrela deixa para trás pode continuar a moldar o próximo berçário de estrelas, refletiu o pesquisador. A equipe agora planeja variar a direção e a intensidade dos choques, a densidade da nuvem e a geometria do campo magnético.
O objetivo é entender como ambientes diferentes levam à formação de distintos tipos de estrelas massivas e aglomerados estelares. Essa compreensão pode ajudar a desvendar como a formação de estrelas progride em galáxias inteiras, conectando a escala microscópica das simulações com a evolução cósmica em grande escala.
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