Uma equipa internacional de cientistas liderada por uma astrofísica da Universidade Rutgers - New Brunswick descobriu uma nuvem potencialmente formadora de estrelas que é uma das maiores estruturas individuais no céu e uma das mais próximas do Sol e da Terra alguma vez detetadas.

A vasta bola de hidrogénio, há muito invisível para os cientistas, foi revelada através da procura do seu principal constituinte - o hidrogénio molecular. Esta descoberta marca a primeira vez que uma nuvem molecular foi detetada com luz emitida no domínio do ultravioleta distante do espetro eletromagnético e abre caminho a novas explorações utilizando esta abordagem.

Os cientistas chamaram à nuvem molecular de hidrogénio "Eos", em homenagem à deusa da mitologia grega que personifica o amanhecer. A sua descoberta está descrita num estudo publicado na revista Nature Astronomy.

"Isto abre novas possibilidades para o estudo do Universo molecular", disse Blakesley Burkhart, professora associada do Departamento de Física e Astronomia da Escola de Artes e Ciências de Rutgers, que liderou a equipa e é uma das autoras do estudo. Burkhart é também investigadora no Centro de Astrofísica Computacional do Instituto Flatiron em Nova Iorque.

As nuvens moleculares são compostas por gás e poeira - sendo a molécula mais comum o hidrogénio, o bloco de construção fundamental das estrelas e dos planetas e essencial para a vida. Também contêm outras moléculas, como o monóxido de carbono. As nuvens moleculares são frequentemente detetadas através de métodos convencionais, como observações rádio e no infravermelho, que detetam facilmente a assinatura química do monóxido de carbono.

Para este trabalho, os cientistas utilizaram uma abordagem diferente.

"Esta é a primeira nuvem molecular de sempre descoberta através da procura direta da emissão ultravioleta distante do hidrogénio molecular", disse Burkhart. "Os dados mostram moléculas de hidrogénio brilhantes detetadas por fluorescência no ultravioleta distante. Esta nuvem está literalmente a brilhar no escuro".

Eos não representa qualquer perigo para a Terra e para o Sistema Solar. Devido à sua proximidade, a nuvem de gás representa uma oportunidade única para estudar as propriedades de uma estrutura no meio interestelar, disseram os cientistas.

O meio interestelar, constituído por gás e poeira que preenche o espaço entre as estrelas de uma galáxia, serve de matéria-prima para a formação de novas estrelas.

"Quando olhamos através dos nossos telescópios, vemos sistemas solares inteiros em formação, mas não sabemos em pormenor como isso acontece", disse Burkhart. "A nossa descoberta de Eos é excitante porque podemos agora medir diretamente como as nuvens moleculares se formam e dissociam, e como uma galáxia começa a transformar gás e poeira interestelar em estrelas e planetas".

A nuvem de gás em forma de crescente está localizada a cerca de 300 anos-luz da Terra. Situa-se no limite da Bolha Local, uma grande cavidade cheia de gás no espaço que engloba o Sistema Solar. Os cientistas estimam que Eos é vasta em projeção no céu, medindo cerca de 40 Luas em todo o céu, com uma massa cerca de 3400 vezes superior à do Sol. A equipa utilizou modelos para mostrar que se deverá evaporar daqui a 6 milhões de anos.

"A utilização da técnica de emissão de fluorescência no ultravioleta distante pode reescrever a nossa compreensão do meio interestelar, revelando nuvens ocultas em toda a Galáxia e mesmo até aos limites mais longínquos detetáveis do amanhecer cósmico", afirmou Thavisha Dharmawardena, bolseira Hubble da NASA na Universidade de Nova Iorque e primeira autora partilhada do estudo.

Eos foi revelada à equipa através de dados recolhidos por um espetrógrafo no ultravioleta distante chamado FIMS-SPEAR (acrónimo de "fluorescent imaging spectrograph") que funcionava como instrumento no satélite coreano STSAT-1. Um espetrógrafo no ultravioleta distante decompõe a luz ultravioleta distante emitida por um material nos seus comprimentos de onda componentes, tal como um prisma faz com a luz visível, criando um espetro que os cientistas podem analisar.

Os dados tinham acabado de ser divulgados publicamente em 2023 quando Burkhart se deparou com eles.

"Era como se estivesse à espera de ser explorada", disse ela.

As descobertas destacam a importância de técnicas de observação inovadoras para o avanço da compreensão do cosmos, disse Burkhart. A investigadora referiu que Eos é dominada por hidrogénio molecular gasoso, mas é maioritariamente "CO-escuro", o que significa que não contém muito material e não emite a assinatura característica detetada pelas abordagens convencionais. Isso explica como Eos escapou à identificação durante tanto tempo, disseram os investigadores.

"A história do cosmos é uma história do rearranjo dos átomos ao longo de milhares de milhões de anos", disse Burkhart. "O hidrogénio que se encontra atualmente na nuvem Eos existia na altura do Big Bang e acabou por cair na nossa Galáxia e coalescer nas proximidades do Sol. Portanto, tem sido uma longa viagem de 13,6 mil milhões de anos para estes átomos de hidrogénio".

A descoberta foi uma espécie de surpresa.

"Quando eu estava na faculdade, disseram-nos que não era fácil observar diretamente o hidrogénio molecular", disse Dharmawardena da Universidade de Nova Iorque. "É um pouco louco que possamos ver esta nuvem em dados que não pensávamos ver".

Eos também tem o nome de uma proposta de missão espacial da NASA que Burkhart e outros membros da equipa estão a apoiar. A missão tem como objetivo alargar a abordagem de deteção de hidrogénio molecular a grandes áreas da Galáxia, investigando as origens das estrelas através do estudo da evolução das nuvens moleculares.

A equipa está a pesquisar dados sobre nuvens de hidrogénio molecular próximas e distantes. Um estudo publicado como pré-impressão no site arXiv por Burkhart e outros, utilizando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), relata a tentativa de encontrar o gás molecular mais distante de sempre.

"Usando o JWST, podemos ter encontrado as moléculas de hidrogénio mais distantes do Sol", disse Burkhart. "Assim, encontrámos tanto as mais próximas como as mais distantes utilizando a emissão no ultravioleta distante".

// Universidade de Rutgers (comunicado de imprensa)
// Observatório McDonald (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico sobre a descoberta do JWST (arXiv)

Quer saber mais?

Nuvem molecular Eos:
Wikipedia

Nebulosa escura:
Wikipedia

STSat-1 (Science and Technology Satellite-1):
eoPortal
Wikipedia

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
STScI (website para o público)
ESA
ESA/Webb
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