ALÉM DA MANCHETE

Uma nova imagem do Telescópio Espacial Hubble mostra uma gigantesca cavidade aberta no interior da região N44, na Grande Nuvem de Magalhães. Ventos produzidos por estrelas massivas e antigas explosões de supernovas empurraram o gás para longe do centro, formando uma estrutura com cerca de 210 por 140 anos-luz. O mais interessante é que a destruição não encerrou a história: o material comprimido nas bordas está criando condições para o nascimento de uma nova geração de estrelas.

Uma região localizada a aproximadamente 160 mil anos-luz da Terra oferece uma das demonstrações mais impressionantes de como estrelas podem destruir e, ao mesmo tempo, ajudar a construir aquilo que virá depois delas. Novas observações divulgadas pela NASA mostram em grande detalhe a N44, uma enorme região de formação estelar localizada na Grande Nuvem de Magalhães, pequena galáxia vizinha da Via Láctea. No centro desse complexo existe uma gigantesca cavidade conhecida como superbolha, com aproximadamente 210 anos-luz de comprimento por 140 anos-luz de largura. Apesar do nome, ela não é uma bolha sólida nem simplesmente um espaço completamente vazio: trata-se de uma região onde grande parte do gás foi empurrada para fora pela energia liberada por algumas das estrelas mais massivas existentes ali.

O mecanismo responsável por criar essa estrutura acontece em uma escala difícil de imaginar. Estrelas muito massivas liberam continuamente enormes quantidades de matéria por meio dos chamados ventos estelares, fluxos de partículas que saem de suas superfícies a velocidades altíssimas. Durante milhões de anos, esses ventos atingem o gás existente ao redor e começam a empurrá-lo para longe. Quando algumas dessas estrelas chegam ao fim de suas vidas e explodem como supernovas, a energia lançada no ambiente aumenta ainda mais. O resultado acumulado de várias estrelas e explosões pode literalmente escavar uma enorme cavidade no gás interestelar. Foi assim que a superbolha de N44 ganhou sua forma atual.

Uma cavidade gigantesca criada por estrelas

Apesar de frequentemente chamarmos essas regiões de “vazias”, o termo pode transmitir uma impressão errada. O interior da superbolha ainda contém matéria extremamente quente e rarefeita, enquanto uma parcela muito maior do gás original foi empurrada para as extremidades. É justamente nessas bordas que a história fica mais interessante. Quando os ventos estelares e as ondas de choque das supernovas encontram nuvens de gás mais frio, o material pode ser comprimido. Se determinadas regiões ficarem suficientemente densas, a própria gravidade começa a agir sobre elas, levando ao colapso que eventualmente dará origem a novas estrelas.

Isso cria um ciclo aparentemente contraditório. As estrelas mais antigas destroem parte do ambiente no qual nasceram, mas essa mesma destruição redistribui e comprime o material necessário para que outras estrelas apareçam. As imagens do Hubble mostram justamente esse contraste: uma enorme área relativamente vazia no centro cercada por regiões densas, brilhantes e repletas de gás, poeira e estrelas jovens. O levantamento realizado na região encontrou dezenas de milhares de estrelas jovens, incluindo aproximadamente 30 mil objetos ainda em estágios anteriores à chamada sequência principal, fase em que uma estrela começa a produzir energia de maneira estável pela fusão de hidrogênio em seu núcleo.

A superbolha, portanto, não deve ser imaginada como uma explosão que simplesmente abriu um buraco e encerrou o processo. Ela faz parte de um ambiente que continua evoluindo. Algumas estrelas estão morrendo, outras estão modificando violentamente o gás ao redor e uma nova geração está surgindo justamente onde esse material foi acumulado. Em escalas de milhões de anos, o cenário muda continuamente.

N44 fica em uma pequena galáxia vizinha da Via Láctea

A N44 está localizada na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea visível principalmente no céu do hemisfério sul. Embora seja pequena quando comparada à nossa galáxia, ela é um dos objetos mais importantes para os astrônomos que estudam formação e evolução estelar porque está suficientemente próxima para que telescópios como o Hubble consigam observar suas estrelas individualmente e, ao mesmo tempo, suficientemente distante para que enormes regiões possam ser analisadas como um único sistema.

Isso permite acompanhar diferentes fases da vida estelar praticamente lado a lado. Dentro de uma mesma região podem existir nuvens moleculares frias onde estrelas ainda estão começando a se formar, estrelas jovens extremamente luminosas liberando radiação e ventos poderosos e restos de estrelas que já explodiram como supernovas. N44 reúne todas essas etapas, fazendo dela uma espécie de laboratório natural para entender como gerações sucessivas de estrelas modificam uma galáxia.

As estrelas massivas são particularmente importantes nesse processo. Elas vivem muito menos que estrelas como o Sol, consumindo seu combustível nuclear em apenas alguns milhões de anos. Durante esse curto período, porém, conseguem modificar áreas enormes ao seu redor. Sua intensa radiação ioniza o gás próximo, seus ventos empurram matéria por dezenas ou centenas de anos-luz e suas explosões finais espalham elementos químicos produzidos em seus interiores. Carbono, oxigênio, silício e muitos outros elementos que posteriormente podem participar da formação de novos sistemas planetários são redistribuídos dessa maneira.

O nascimento de estrelas pode provocar o nascimento de outras

Uma das questões que regiões como N44 ajudam os cientistas a investigar é o chamado processo de formação estelar induzida. A ideia é que uma geração de estrelas pode criar condições que acelerem o nascimento da geração seguinte. Quando ondas de choque e ventos atingem uma nuvem de gás, algumas partes podem ser comprimidas até ultrapassar o limite necessário para que a gravidade domine e provoque o colapso.

Isso não significa que toda estrela observada nas bordas da superbolha tenha necessariamente surgido por causa dela. Determinar causa e efeito em uma região com milhares de estrelas e diferentes gerações é difícil, e parte da formação estelar poderia ocorrer de qualquer maneira. O que os astrônomos procuram é descobrir se existe uma relação consistente entre a idade das populações estelares, a posição das nuvens e a expansão da cavidade. Quanto mais precisas forem as observações, melhor será possível reconstruir a sequência dos acontecimentos.

É justamente aí que o Hubble possui uma vantagem importante. Sua resolução permite distinguir estrelas individuais mesmo a aproximadamente 160 mil anos-luz de distância e identificar objetos muito jovens que ainda estão passando pelas primeiras fases de sua evolução. Ao comparar onde essas estrelas se encontram com a posição do gás e das estruturas produzidas pela superbolha, pesquisadores conseguem testar modelos sobre como a energia das estrelas mais antigas influencia o nascimento das novas.

Uma fotografia de um processo que dura milhões de anos

A imagem divulgada pelo Hubble registra apenas um instante de uma história que se desenvolve lentamente em escala humana. A superbolha levou milhões de anos para alcançar suas dimensões atuais e continuará mudando muito depois que qualquer geração humana tiver desaparecido. Novas estrelas começarão a brilhar, algumas das estrelas massivas atuais explodirão e outras ondas de choque continuarão atravessando o gás da Grande Nuvem de Magalhães.

O que torna N44 particularmente interessante é que vários capítulos dessa história podem ser vistos ao mesmo tempo. No centro está a marca deixada pela violência das gerações anteriores. Nas bordas estão regiões onde o gás comprimido começa novamente a formar estrelas. E espalhadas pelo complexo existem populações de diferentes idades que ajudam os cientistas a reconstruir como uma geração influenciou a seguinte.

A descoberta também ajuda a quebrar uma imagem comum de que o espaço entre as estrelas seja essencialmente vazio e imóvel. Galáxias são ambientes extremamente dinâmicos. Gás é aquecido, comprimido e lançado de um lado para outro; estrelas se formam dentro de nuvens densas; ventos estelares remodelam essas nuvens; supernovas espalham matéria por enormes distâncias; e parte desse material acaba sendo incorporada a novas estrelas e planetas.

Nosso próprio Sistema Solar provavelmente faz parte de uma história semelhante. Os elementos químicos que formam a Terra — e muitos dos elementos presentes em nossos corpos — foram produzidos por gerações anteriores de estrelas e devolvidos ao espaço antes do nascimento do Sol. Observar uma região como N44 permite enxergar esse processo acontecendo em outra galáxia.

A superbolha fotografada pelo Hubble é, portanto, muito mais do que um gigantesco “buraco” no espaço. Ela mostra uma das características fundamentais da evolução cósmica: a morte de algumas estrelas modifica o ambiente onde outras irão nascer.

Em N44, destruição e criação não são acontecimentos opostos. São partes diferentes do mesmo ciclo.

Fontes

NASA / Hubble Space Telescope — “NASA’s Hubble Spies Superbubble Scene”
Divulgação das novas observações da região N44 e da gigantesca cavidade formada pelos ventos de estrelas massivas e explosões de supernovas.

NASA / ESA — Hubble Space Telescope
Dados e imagens utilizados para estudar as populações de estrelas jovens, gás ionizado e estruturas presentes na região de formação estelar N44.

Space Telescope Science Institute (STScI)
Material científico e processamento das observações realizadas pelo Telescópio Espacial Hubble.