À primeira vista farão, com certeza, lembrar um colorido fogo de artifício, mas na verdade são galáxias próximas que estão a ser estudadas para tentar descobrir qual o seu papel no processo de formação das estrelas, depois destas nascerem em nuvens de gás.

As imagens, obtidas com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, mostram diferentes componentes das galáxias em cores distintas, permitindo assim aos astrónomos localizarem estrelas jovens e o gás que as circunda, aquecido pelas próprias estrelas. Combinando estas novas observações com dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma equipa de astrónomos está a ajudar a lançar uma nova perspetiva sobre os processos que levam o gás a formar estrelas.

Sabe-se que as estrelas nascem em nuvens de gás, mas o que dá origem à formação estelar, e como é que as galáxias como um todo participam neste processo, permanece um mistério. Para compreender o fenómeno, uma equipa de investigadores observou várias galáxias próximas com telescópios poderosos, tanto a partir do solo como do espaço, mapeando as diferentes regiões galácticas envolvidas no nascimento das estrelas.

Eric Emsellem, astrónomo do ESO na Alemanha e autor principal do artigo científico que descreve a análise conduzida no âmbito do projeto PHANGS (Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS), explica que pela primeira vez foi possível resolver unidades individuais de formação estelar para uma grande variedade de localizações e meios, numa amostra que representa diferentes tipos de galáxias.

“Conseguimos observar de forma direta o gás que leva ao nascimento das estrelas, vemos as jovens estrelas propriamente ditas e testemunhamos a sua evolução ao longo de diversas fases”, refere o investigador.

É com base nestas observações que foi agora divulgado um conjunto de scans galácticos, obtidos com o instrumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, no deserto chileno do Atacama. Os investigadores utilizaram o MUSE para observar estrelas recém nascidas e o gás quente que as rodeia, o qual é iluminado e aquecido pelas próprias estrelas, tornando-se assim numa prova concreta da ocorrência de formação estelar.

As novas imagens MUSE estão agora a ser combinadas com observações das mesmas galáxias obtidas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e divulgadas no início deste ano. O ALMA, que está localizado no Chile, é especialmente adequado para mapear nuvens de gás frio — as partes das galáxias que fornecem material para a formação de estrelas.

Ao combinar imagens MUSE e ALMA, os astrónomos podem examinar as regiões galácticas onde está a ocorrer formação estelar e compará-las aos locais onde se espera que este fenómeno ocorra, de modo a compreenderem melhor o que ativa, estimula ou trava o nascimento de novas estrelas.

“Há tantos mistérios que queremos desvendar. Será que as estrelas nascem mais frequentemente em regiões específicas das suas galáxias hospedeiras — e, se sim, porquê? E, após o seu nascimento, será que a sua evolução influencia a formação de novas gerações de estrelas?”, pergunta Kathryn Kreckel, uma das co-autoras do estudo.

Os astrónomos serão agora capazes de responder a estas questões graças à riqueza de informação contida nos dados do MUSE e do ALMA que a equipa PHANGS obteve. Em comunicado, explica-se que o MUSE recolhe espectros - os “códigos de barra” que os astrónomos analisam para desvendar as propriedades e natureza dos objetos cósmicos - em cada localização do seu campo de visão, fornecendo assim muito mais informação do que os instrumentos tradicionais.

No âmbito do projeto PHANGS, o MUSE observou 30.000 nebulosas de gás quente e recolheu cerca de 15 milhões de espectros de diferentes regiões galácticas. As observações ALMA, por sua vez, permitiram aos astrónomos mapear cerca de 100.000 regiões de gás frio em 90 galáxias próximas, produzindo um atlas de maternidades estelares do Universo próximo com uma nitidez sem precedentes.

Para além de observações do ALMA e do MUSE, o projeto PHANGS conta também com dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Os vários observatórios foram selecionados de modo a permitirem à equipa observar as nossas galáxias vizinhas em diferentes comprimentos de onda (visível, infravermelho próximo e rádio), com cada domínio de comprimentos de onda a revelar partes distintas das galáxias observadas.

A equipa de astrónomos considera que a combinação de dados permite investigar as várias fases da formação estelar - desde a formação de maternidades estelares, passando pela formação das estrelas propriamente dita, até à destruição final das maternidades por parte das estrelas recém-nascidas - com mais detalhe do que o que seria possível com observações individuais”.