De alguma forma, uma estrela está nascendo nos extremos ao redor do buraco negro da nossa galáxia

O centro galáctico é basicamente o Velho Oeste da Via Láctea. Dominado por um buraco negro supermassivo com 4,3 milhões de vezes a massa do Sol, o ambiente é o mais hostil da galáxia.

Os buracos negros , como sabemos, são onde as estrelas correm o risco de morte certa. Estrelas que se aproximam demais podem se transformar em correntes de gás e poeira pelas forças de maré extremas, encerrando o que poderia ter sido uma vida longa e produtiva de fusão de átomos.

Imagine a surpresa que os astrônomos sentiram quando encontraram o oposto – uma estrela não morrendo, mas em processo de nascer bem perto da própria boca monstruosa da Via Láctea, Sagitário A* (Sgr A*).

X3a, como esse novo objeto cósmico é conhecido, tem apenas algumas dezenas de milhares de anos, apenas um piscar de olhos no tempo cósmico. No entanto, fica tão perto de Sgr A* que sua própria presença desafia nossa compreensão não apenas da formação estelar, mas também das operações dos buracos negros.

Apesar da intensidade dinâmica e da poderosa radiação UV e X que impediria a fusão do gás na semente de uma estrela, X3a não apenas existe, mas o faz em um lugar onde não se espera que nenhuma estrela bebê se forme.

Com 10 vezes o raio, 15 vezes a massa e 24.000 vezes a luminosidade do Sol, também não é exatamente uma pequena estrela infantil.

Segundo uma equipe liderada pelo astrofísico Florian Peißker, da Universidade de Colônia, na Alemanha, o motivo é relativamente simples. X3a não se formou onde está: formou-se mais longe do buraco negro e migrou para dentro.

“Acontece que existe uma região a uma distância de alguns anos-luz do buraco negro que preenche as condições para a formação de estrelas,” explica Peißker . “Esta região, um anel de gás e poeira, é suficientemente fria e protegida contra a radiação destrutiva.”

As especificidades da formação estelar ainda são um mistério, mas sabemos que certas condições precisam ser atendidas. Uma estrela se forma em uma nuvem molecular densa e fria no espaço, quando um aglomerado mais denso desmorona, girando, sob sua própria gravidade e começa a atrair gravitacionalmente mais material da nuvem ao seu redor.

A vizinhança imediata de um buraco negro supermassivo não é considerada um ambiente particularmente bom para essas condições. Sgr A* é cercado por um disco de poeira e gás conhecido como disco de acreção, girando em alta velocidade e emitindo luz intensa . Os fótons ultravioleta exercem pressão de radiação e processos de fotoevaporação que podem reduzir a formação de estrelas e os discos de acreção emitem muito disso.

Além de uma certa distância do buraco negro, o material é espesso o suficiente para proteger contra essas influências destrutivas e manter as temperaturas baixas o suficiente para a formação de estrelas.

De acordo com a análise da equipe, X3a poderia ter formado nessa região, um anel de material ao redor do centro galáctico. Nesse anel, uma nuvem mais densa poderia ter se juntado, gerando massa suficiente em uma área pequena o suficiente para o colapso gravitacional que inicia o processo de formação estelar.

Esta nuvem começou com uma massa de cerca de 100 Sóis, e seu colapso gravitacional pode ter desencadeado a formação de várias estrelas bebês.

Mas X3a não ficou parado. Ele começou a migrar em direção a Sgr A*, ainda cercado por material enquanto crescia. No caminho, ela pode ter encontrado outros aglomerados densos e nuvens que se formaram no mesmo ambiente, permitindo que a estrela bebê acumulasse ainda mais massa. Ainda está nessa fase de crescimento agora, cercado por material.

É essa bolha de material, chamada X3, que primeiro chamou a atenção dos astrônomos, antes de identificarem a estrela bebê dentro dela. Vários instrumentos infravermelhos e infravermelhos próximos podem discernir a luz de longo comprimento de onda da estrela que pode penetrar no espesso envelope de nuvens ao seu redor. A análise dessa luz revelou uma química consistente com uma estrela bebê.

“Com sua grande massa de cerca de dez vezes a massa solar, X3a é um gigante entre as estrelas, e esses gigantes evoluem muito rapidamente em direção à maturidade”, diz o astrônomo Michal Zajaček da Universidade Masaryk, na República Tcheca.

“Tivemos a sorte de localizar a estrela massiva no meio do envelope circunstelar em forma de cometa. Posteriormente, identificamos as principais características associadas a uma idade jovem, como o envelope circunstelar compacto girando em torno dele.”

A descoberta de X3a pode ajudar os astrônomos a resolver outro mistério de décadas. Cerca de 20 anos atrás, estrelas muito jovens foram vistas nas proximidades de Sgr A*, onde anteriormente se pensava que apenas estrelas muito velhas poderiam existir. X3a sugere que a formação de estrelas jovens mais longe, seguida por sua migração em direção a Sgr A*, pode não ser uma ocorrência particularmente incomum.

E pode não acontecer apenas em nossa galáxia. As estruturas em torno de Sgr A* foram identificadas em muitas outras galáxias e podem abrigar populações de estrelas bebês próprias. É uma noção que pode mudar nossa compreensão da dinâmica dos núcleos galácticos.

O trabalho futuro testará o modelo de formação estelar da equipe, não apenas para a Via Láctea, mas para o universo mais amplo.

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters .