Telescópios James Webb e Hubble detectam aglomerados estelares massivos que emergem rapidamente.

Astrônomos utilizando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, juntamente com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, analisaram profundamente milhares de aglomerados estelares jovens em quatro galáxias próximas, estudando aglomerados em diferentes estágios de evolução.

Por Agência Espacial Europeia, editado por Gaby Clark,

Revisado por Robert Egan

Traduzido e adaptado por Marco Centurion

Seus resultados mostram que aglomerados estelares mais massivos emergem mais rapidamente das nuvens nas quais se formam, dissipando o gás e preenchendo a galáxia com luz ultravioleta. O resultado nos fornece uma melhor compreensão da formação estelar nas galáxias, bem como de como e onde planetas podem se formar.

A imagem mostra uma seção de um dos braços espirais de Messier 51 (M51), uma das quatro galáxias estudadas neste trabalho, como vista pela Near-Infrared Camera (NIRCam) do Webb. Os densos aglomerados de gás formador de estrelas aparecem aqui em vermelho e laranja, representando a luz infravermelha emitida por gás ionizado, grãos de poeira e moléculas complexas como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs). Dentro desses complexos gasosos, cada um com dezenas ou centenas de anos-luz de extensão, o Webb revela aglomerados densos e extremamente brilhantes de estrelas massivas que se formaram muito recentemente. As incontáveis estrelas espalhadas ao longo do braço da galáxia, muitas das quais seriam invisíveis aos nossos olhos por trás de camadas de poeira, também são reveladas na luz infravermelha. (Créditos da imagem: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Pedrini, A. Adamo (Universidade de Estocolmo) e a equipe FEAST JWST)

Os astrônomos há muito sabem que compreender como os aglomerados estelares se formam é fundamental para desvendar outros segredos da evolução galáctica. As estrelas se formam em aglomerados, criados quando nuvens de gás colapsam sob a ação da gravidade. À medida que mais e mais estrelas nascem em uma nuvem em colapso, ventos estelares intensos, radiação ultravioleta severa e as explosões de supernovas de estrelas massivas acabam por dispersar a nuvem, encerrando a formação estelar antes que todo o gás seja consumido.

Uma vez que a nuvem de gás na qual um aglomerado estelar nasceu desaparece, sua luz pode incidir sobre outras regiões formadoras de estrelas na galáxia. Esse processo é chamado de retroalimentação estelar, e significa que a maior parte do gás em uma galáxia nunca chega a ser utilizada na formação de estrelas. Investigar como os aglomerados estelares se desenvolvem, portanto, pode responder a questões sobre a formação estelar em escala galáctica.

Estudos das regiões de formação estelar mais próximas, na Via Láctea e nas galáxias anãs que a orbitam, permitem dissecar os aglomerados estelares nos menores detalhes. No entanto, nossa posição no disco da nossa galáxia significa que apenas algumas dessas regiões são visíveis para nós. Ao observar galáxias próximas, os astrônomos podem examinar milhares de regiões formadoras de estrelas e caracterizar populações inteiras de aglomerados estelares em muitos estágios de evolução e este é um feito possível graças  aos lançamentos de telescópios espaciais, com destaque para o veterano Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Ambos os tipos de investigação são necessários para compreender verdadeiramente como ocorre a formação estelar nas galáxias.

O desenvolvimento contínuo da astronomia infravermelha nos permitiu afastar as “cortinas gasosas” que ainda escondem os aglomerados estelares mais jovens e aprender sobre os estágios iniciais de seu desenvolvimento, mas algumas questões ainda intrigam os pesquisadores. Por exemplo, quando um aglomerado estelar se forma, o que determina quanto tempo leva para dispersar sua nuvem natal e começar a irradiar luz ultravioleta pela galáxia?

A imagem mostra as quatro galáxias estudadas nesta pesquisa, cada uma das quais já foi tema de uma Imagem do Mês: Messier 51 (canto superior esquerdo), Messier 83 (canto superior direito), NGC 4449 (canto inferior esquerdo) e NGC 628 (canto inferior direito). (Créditos da imagem: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Pedrini, A. Adamo (Universidade de Estocolmo) e a equipe FEAST JWST)

Agora, o estado da arte foi ainda mais avançado com Hubble e Webb trabalhando juntos para fornecer uma visão de amplo espectro de milhares de aglomerados estelares jovens. Uma equipe internacional de astrônomos analisou imagens de quatro galáxias próximas , como por exemplo os Messier 51, Messier 83, NGC 4449 e NGC 628, que são provenientes do programa de observação FEAST, tentando resolver esse mistério. Seus resultados, publicados na Nature Astronomy (e que podem ser lidos na íntegra aqui), mostram que são os aglomerados estelares mais massivos que dissipam seu invólucro gasoso mais rapidamente e começam a iluminar sua galáxia mais cedo.

A equipe identificou quase 9.000 aglomerados estelares nas quatro galáxias em diferentes estágios evolutivos: aglomerados jovens começando a emergir de suas nuvens natais de gás, aglomerados que já haviam dispersado parcialmente o gás, ambos observados pelo James Webb, e aglomerados completamente desobstruídos visíveis na luz óptica , estes identificados através do Hubble. Com a capacidade do Webb de observar o interior das nuvens de gás, eles puderam estimar a massa e a idade de cada aglomerado a partir de seu espectro de luz. Os aglomerados mais massivos já haviam emergido completamente e dispersado as nuvens de gás após cerca de cinco milhões de anos, enquanto aglomerados menos massivos tinham entre sete e oito milhões de anos quando emergiram de seus berçários.

Responder a essa questão, que ainda está em aberto, ou seja, quais aglomerados estelares dissipam mais rapidamente suas nuvens de nascimento, avança ainda mais a nossa compreensão da formação das galáxias.

“Simulações de formação estelar e retroalimentação estelar têm dificuldade em reproduzir como os aglomerados estelares se formam e emergem de suas nuvens natais. Esses resultados nos fornecem novas e importantes restrições sobre esse processo”

explicou Angela Adamo, da Universidade de Estocolmo e do Centro Oskar Klein, na Suécia, autora principal do estudo e pesquisadora responsável pelo programa FEAST.

Aglomerados estelares massivos, com sua abundância de estrelas quentes, naturalmente emitem a maior parte da luz ultravioleta nas galáxias, mas este trabalho confirma que eles também têm uma vantagem inicial na produção de retroalimentação estelar em relação a aglomerados menos massivos. Saber onde e quando essa retroalimentação é mais intensa ao longo da vida de uma galáxia permite aos astrônomos prever melhor como o “combustível” para formação estelar é redistribuído pela galáxia e, consequentemente, como estrelas e aglomerados estelares tendem a se formar.

Esta imagem localiza um complexo formador de estrelas em um dos braços espirais de Messier 51 (M51), com quase 800 anos-luz de extensão. M51 está localizada a cerca de 27 milhões de anos-luz da Terra. A densa nuvem de gás formador de estrelas, na qual aglomerados colapsaram para formar cada um dos aglomerados estelares individuais, é mostrada aqui em tons de vermelho e laranja, representando a luz infravermelha emitida por gás ionizado, grãos de poeira e moléculas complexas como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs). Muitos dos pontos brilhantes visíveis dentro das nuvens são aglomerados estelares. As estrelas jovens massivas em seu interior emitem radiação intensa sobre as nuvens de gás ao seu redor, criando a iluminação ciano observada. Eventualmente, a combinação de radiação, vento estelar e as explosões de supernovas das mais massivas dessas estrelas dispersará as nuvens de gás, encerrando a formação estelar nesta região de M51. (Créditos da imagem: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Pedrini, A. Adamo (Universidade de Estocolmo) e a equipe FEAST JWST)

As atuais teorias sobre como os planetas se formam também são impactadas por esta pesquisa. Quanto mais rapidamente o gás é dissipado dentro de um aglomerado estelar, mais cedo os discos protoplanetários ao redor das estrelas ficam expostos à intensa radiação ultravioleta de outras estrelas, e menor é a oportunidade de acumular mais gás da nebulosa. Isso reduz as chances de crescimento da poeira e da formação de planetas.

“Este trabalho reúne pesquisadores que simulam a formação estelar e aqueles que trabalham com observações, além de grupos que estudam a formação de planetas. Utilizando o Webb, podemos observar os berçários dos aglomerados estelares e conectar a formação de planetas ao ciclo de formação estelar e retroalimentação estelar.”

disse Alex Pedrini, autor principal, também da Universidade de Estocolmo e do Centro Oskar Klein, na Suécia.

Artigo encontrado no site Phys.org (originalmente publicado em 06/05/2026)

Link para acesso ao original: https://phys.org/news/2026-05-webb-hubble-massive-star-clusters.html