No início da década de 1960, a combinação de observações de radiotelescópios e telescópios que observam no visível revelou a existência de quasares. Poderíamos, portanto, esperar novas descobertas combinando hoje as observações do telescópio espacial James-Webb – o JWST da NASA – com dados recolhidos por outros grandes instrumentos no domínio do rádio, como oMatriz Milimétrica/submilimétrica Grande Atacama ou Alma (em francês, o grande conjunto de antenas milimétricas-submilimétricas do Atacama) e MeerKAT.
Lembre-se que o MeerKAT, originalmente o Telescópio Karoo Arrayé um radiotelescópio em operação desde 2018, composto por 64 antenas localizadas no Parque Nacional Meerkat, na África do Sul. Foi construído como um prelúdio para Matriz de Quilômetros Quadrados (SKA), projeto de radiotelescópio gigante apresentado no vídeo acima, com superfície coletora equivalente a um quilômetro quadrado, como o próprio nome sugere. Consistirá em várias redes de síntese de abertura interferométrica no comprimentos de onda medições métricas e centimétricas em dois locais, na África do Sul e na Austrália.
Em dois artigos, publicados em O Jornal Astrofísico, do astrofísicos relatam estudos realizados com MeerKAT e JWST, mas também com base em dados infravermelho do telescópio espacial Spitzer, a missão Sofia (Observatório Estratosférico para Astronomia Infravermelha) da NASA e do observatório espacial HerschelESA. Eles jogam um luz notícias sobre um enigma no centro do Via Lácteamais precisamente em parte do famoso Zona Molecular Central (Zona Molecular Central ou ZMC em francês), região que se estende até o centro do Galáxia e, portanto, está localizado no constelação de Sagitário.
Eletrodinâmica cósmica
O estudo concentrou-se mais precisamente em parte do ZMC, o berçário estelar Sagitário C, por volta de 200 anos-luz de buraco negro supermassivo da Via Láctea identificada na fonte de rádio Sagitário A*. Esta é também uma região ocupada por nuvens moléculas densas, frias e empoeiradas. Existem muitos estrelasmas significativamente menos do que ingenuamente esperado com base em simples considerações teóricas.
A explicação, agora apresentada pelos astrofísicos, na verdade não é muito complicada. Claro, como Futuro expliquei num artigo anterior, sabemos bem que logo no início do século XIXe século, Lagrange, Laplace, Gauss e Hamilton desenvolveram a mecânica celeste a ponto de permitir que Le Verrier descobrisse o planeta Netuno apenas por cálculo. Este mecanismo será renovado por Poincaré que será o primeiro a mostrar a existência das instabilidades que hoje descrevemos com a teoria do caos.
Mas não é apenas o forças gravitacionais quem importa no mundo estrelasseja na escala da Terra, Sistema solar ou galáxias. É por esta razão que o XXe século viu o desenvolvimento da verdadeira eletrodinâmica cósmica, para usar o nome de uma famosa obra do ganhador do Prêmio Nobel físico Hannes Alfvén. Teremos então em conta a existência do quarto estado da matéria o que é plasma, bem como os efeitos do campos magnéticos em fluidos carregados dentro da famosa teoria da magnetohidrodinâmica, em particular.
A mecânica dos fluidos, carregados ou não, é obviamente de grande importância na astrofísica e não nos privamos de interpretar a existência de galáxias espirais como um fóssil do estado turbulento da matéria no final do Big Bang. No entanto, esta teoria foi abandonada e sabemos agora que a estrutura espiral das galáxias se deve a ondas de densidade, um pouco como ondas na superfície da água, no gás de estrelas autogravitantes, contidas nos discos de galáxias espirais.
A região de formação estelar Sagitário C, capturada pelo Telescópio Espacial James Webb, fica a cerca de 200 anos-luz do buraco negro supermassivo central da Via Láctea, Sagitário A*. O índice espectral no canto inferior esquerdo mostra como a cor foi atribuída aos dados de rádio do MeerKAT para criar a imagem. Do lado negativo, observa-se emissão não térmica, estimulada por elétrons espiralando em torno das linhas do campo magnético. Do lado positivo, a emissão térmica vem do plasma quente e ionizado. Para Webb, a cor é atribuída deslocando o espectro infravermelho em direção às cores da luz visível. Os comprimentos de onda infravermelhos mais curtos parecem mais azuis e os comprimentos de onda mais longos parecem mais vermelhos. © Nasa, ESA, CSA, STScI, SARAO, Samuel Crowe (UVA), John Bally (CU), Ruben Fedriani (IAA-CSIC), Ian Heywood (Oxford)
Pressão magnética inibindo a contração de protoestrelas
Mas, novamente, o cosmos está cheio de surpresas para nós, porque durante décadas foi demonstrado que as linhas do campo magnético serpenteiam seguindo os braços galácticos. Não há dúvida de que o estudo dos plasmas interestelares e dos campos magnéticos nesses plasmas é valioso para a compreensão e modelagem de galáxias.
Na verdade, as leis da eletrodinâmica cósmica permitiram compreender que os campos magnéticos em uma nuvem molecular em processo decolapso e o aquecimento por compressão se comporta como uma densidade deenergiae mais precisamente como um pressão opondo-se à formação plena de um proto-estrela em alguns casos.
Parece agora que existem de facto campos magnéticos em Sagitário C e que são eles que tendem a inibir a formação de estrelas!
Isto é o que o astrofísico John Bally, da Universidade do Colorado em Boulder, explica em um comunicado de imprensa da NASA: “ Uma grande questão surge na zona molecular central da nossa Galáxia: se lá encontramos tanto gás denso e poeira cósmica, e se sabemos que estrelas se formam nessas nuvens, por que nascem tão poucas estrelas lá? Pela primeira vez, vemos diretamente que campos magnéticos intensos podem desempenhar um papel importante na supressão da formação de estrelas, mesmo em pequena escala. »
Na verdade, as imagens infravermelhas de Sagitário C feitas por Webb em 2023 mostraram dezenas de filamentos em uma região com plasma dehidrogênio quente ao redor da nuvem principal de formação estelar. Uma nova análise liderada por Bally e a sua equipa levou-os a levantar a hipótese de que estes filamentos são moldados por campos magnéticos, também observados no passado por observatórios terrestres Alma e MeerKAT. A pressão magnética ali presente explicaria, portanto, a taxa de formação estelar inferior à esperada de Sagitário C.
“ O movimento gás girando sob o efeito de forças de maré extremos do buraco negro supermassivo da Via Láctea, Sagitário A*, podem esticar e amplificar os campos magnéticos circundantes. Esses campos, por sua vez, moldam o plasma de Sagitário C », especifica Bally.
“ Esta é uma área de pesquisa promissora porque a influência de fortes campos magnéticos, no centro da nossa Galáxia ou de outras galáxias, noecologia estelar ainda não foi totalmente levado em consideração », Acrescenta o colega e coautor Samuel Crowe.