Aglomerados e Nebulosas

Aglomerados estelares
Aglomerados estelares ou nuvens estelares são grupos de estrelas, dos quais se definem dois tipos: aglomerados
globulares são grupos concentrados de centenas ou milhares de estrelas muito velhas que são gravitacionalmente
ligadas, enquanto aglomerados abertos são grupos mais dispersos de estrelas, geralmente contendo menos que
algumas centenas de membros, normalmente muito jovens. Aglomerados abertos são rompidos com o tempo pela
influência gravitacional de nuvens moleculares gigantes, à medida que se movem pela galáxia, mas os membros do
aglomerado continuam a mover-se aproximadamente na mesma direção, mesmo sem estarem mais gravitacionalmente
ligados; eles então são conhecidos como associações estelares e, às vezes, de grupos em movimento.
Aglomerados globulares
Os aglomerados globulares são agrupamentos aproximadamente esféricos de 10.000 até vários milhões de estrelas,
concentradas em regiões de 10 a 30 anos-luz de diâmetro. Eles geralmente consistem de estrelas muito velhas da
População II — apenas algumas centenas de milhões de anos mais jovens que o próprio universo — em sua maioria
amarelas ou vermelhas e com massa pouco menor que duas massas solares. Essas estrelas predominam dentro dos
aglomerados porque as estrelas mais quentes e massivas já explodiram como supernovas ou evoluíram pelas fases de
nebulosa planetária, para terminar como anãs brancas. Entretanto, algumas raras estrelas azuis existem nesses
aglomerados, as quais segundo se acredita foram formadas por uniões estelares nas regiões internas mais densas; essas
estrelas são conhecidas como estrelas retardatárias azuis.
Em nossa galáxia, os aglomerados globulares distribuem-se de forma aproximadamente esférica no halo galáctico,
orbitando o centro galáctico em órbitas acentuadamente elípticas. Em 1917, o astrônomo Harlow Shapley pode
estimar a distância do Sol para o centro galáctico, baseado na distribuição de aglomerados globulares; antes disso, a
localização do Sol no interior da Via Láctea não tinha como ser bem estabelecida.
Até recentemente, os aglomerados globulares eram a causa de um grande mistério na astronomia, pois as teorias da
evolução estelar atribuíam, para as estrelas mais velhas dos aglomerados globulares, idades que eram maiores que a
idade estimada do universo. Entretanto, a grande melhoria nas medições de distância para os aglomerados globulares
usando o satélite Hipparcos e as medições cada vez mais acuradas da constante de Hubble resolveram o paradoxo,
atribuindo ao universo uma idade de 13 bilhões de anos e de algumas centenas de milhões de anos a menos para as
estrelas mais velhas.
Superaglomerados de estrelas, como Westerlund 1 na Via Láctea, podem ser os precursores de aglomerados estelares.
Nossa galáxia tem cerca de 150 aglomerados globulares, alguns dos quais podem ter sido capturados de pequenas
galáxias rompidas pela Via Láctea, como parece ser o caso do aglomerado globular M79. Algumas galáxias são muito
mais ricas em globulares, como a galáxia elíptica M87, que contém mais de mil.
Alguns dos mais brilhantes aglomerados estelares são visíveis a olho nu, sendo que o mais brilhante, Omega Centauri,
é conhecido desde a antiguidade e foi catalogado como uma estrela antes da era telescópica. O mais conhecido
aglomerado globular no hemisfério norte é M13, chamado de Grande Aglomerado Globular de Hércules.
Aglomerados abertos
Os aglomerados abertos são muito diferentes dos globulares. Em vez de distribuídos esfericamente, eles estão
confinados no plano galáctico e são quase sempre encontrados dentro de braços espirais. Eles são geralmente objetos
jovens, com até algumas dezenas de milhões de anos, com raras exceções de alguns bilhões de anos, como por
exemplo Messier 67, o mais próximo e mais observado aglomerado aberto. Eles se formam em Região HII/regiões H
II, como a nebulosa de Órion.
Aglomerados abertos normalmente contêm até uma centena de membros, dentro de uma região de cerca de 30 anosluz de diâmetro. Sendo muito menos densamente povoados que os aglomerados globulares, eles são muito menos
ligados gravitacionalmente e, com o tempo, são rompidos pela gravidade de nuvens moleculares gigantes e de outros
aglomerados. Aproximações entre membros do aglomerado também podem resultar na ejeção de estrelas, um processo
conhecido como evaporação.
Os mais destacados aglomerados abertos são as Plêiades e Híades, em Taurus. O Aglomerado Duplo de h + Chi Persei
também pode se destacar no céu escuro.
Os aglomerados abertos são frequentemente dominados por jovens estrelas azuis quentes, porque embora essas
estrelas tenham vida curta em termos estelares, durando apenas algumas dezenas de milhões de anos, os aglomerados
abertos tendem a se dispersar antes de essas estrelas se extinguirem.
Importância dos aglomerados
Os aglomerados estelares são importantes em muitas áreas da astronomia. Como as estrelas foram criadas mais ou
menos na mesma época, as diferentes propriedades de todas as estrelas de um aglomerado são uma função apenas da
massa, e portanto as teorias da evolução estelar baseiam-se na observação de aglomerados abertos e globulares.
Os aglomerados são também um passo crucial na determinação da escala de distâncias do universo. Alguns dos
aglomerados estão próximos o suficiente para que suas distâncias possam ser medidas por meio da paralaxe. Um
diagrama de Hertzsprung-Russell pode ser traçado para esses aglomerados, com valores absolutos conhecidos para o
eixo da luminosidade. Então, quando um diagrama similar é traçado para um aglomerado cuja distância não é
conhecida, a posição da sequência principal pode ser comparada com a do primeiro aglomerado e a distância estimada.
Este processo é conhecido como coincidência de sequência principal. O avermelhamento e as populações estelares
devem ser considerados ao se usar este método.
NEBULOSAS
Originalmente, a palavra “nebulosa” se referia a praticamente qualquer objeto astronômico extenso ( além de planetas
e cometas) A palavra “nebulosa” vem da palavra grega “nuvem”. Antes que os astrônomos soubessem que galáxias
eram coleções distantes de estrelas, galáxias eram chamadas nebulosas por causa da sua aparência indistinta. H oje, a
palavra nebulosa é reservada para objetos extensos consistindo na maior parte de gás e poeira
Nebulosas são objetos de muitas formas e tamanhos e são formadas de muitas maneiras. Em algumas nebulosas,
estrelas se formam a partir de nuvens de gás e poeira; uma vez que algumas estrelas tenham se formado dentro da
nuvem, a luz delas ilumina a nuvem, tornando-se visível para nós, são as nebulosas brilhantes.
Com base em sua origem e detalhes de sua aparência, as nebulosas brilhantes se subdividem em nebulosas de emissão,
de reflexão, planetárias e supernovas remanescentes.
Nebulosas de emissão e de reflexão são geralmente vistas juntas e são às vezes chamadas de nebulosas difusas.
Em geral de pouca luminosidade e forma irregular, as nebulosas difusas emitem radiação que elas mesmas produzem.
Seu tamanho e sua massa podem variar muito e não há limite mínimo, pois deve haver uma pequena nebulosa difusa
em torno de quase todas as estrelas. As maiores têm cerca de 200 anos-luz, mas uma difusa típica mede cerca de trinta
anos-luz e tem densidade de dez átomos por centímetro cúbico. Regiões de formação estelar são locais de nebulosas
de emissão ou reflexão, como a famosa Nebulosa Orion.
Nebulosas de emissão são nuvens de gás com temperatura alta. Os átomos na nuvem são energizados por luz
ultravioleta de uma estrela próxima e emitem radiação quando decaem para estados de energia mais baixos (luzes de
néon brilham praticamente da mesma maneira). São geralmente vermelhas, por causa do hidrogênio, o gás mais
comum do Universo e que comumente emite luz vermelha. Nebulosas de reflexão são nuvens de poeira que
simplesmente refletem a luz de uma estrela ou estrelas próximas. Nebulosas de reflexão são geralmente azuis porque a
luz azul é espalhada facilmente. Nebulosas de emissão e de reflexão são geralmente vistas juntas e são às vezes
chamadas de nebulosas difusas. Em algumas nebulosas, as regiões de formação estelar são tão densas e espessas que a
luz não consegue transpassá-las. Não é surpresa, então que sejam chamadas de nebulosas escuras.
Outro tipo de nebulosa, chamada nebulosa planetária, é resultado da morte de uma estrela. Quando uma estrela já
queimou tanto material que não pode mais sustentar suas próprias reações de fusão, a gravidade da estrela provoca o
seu colapso. Quando a estrela colapsa, seu interior se aquece. O aquecimento do interior produz um vento estelar que
dura por poucos milhares de anos e que leva para fora as camadas mais externas da estrela. Quando as camadas mais
externas são levadas para fora, o núcleo remanescente esquenta os gases, que estão agora longe da estrela, causando o
brilho deles. O resultado é uma “nebulosas planetária” ( assim chamada porque se parece com planetas gigante
gasosos vistos ao telescópio), formada por camadas de gás brilhante que circundam um pequeno núcleo. Astrônomos
estimam que nossa galáxia contém aproximadamente 10 mil nebulosas planetárias. Nebulosas planetárias se
constituem em um período comum no ciclo normal de vida de uma estrela, mas eles têm vida curta , durando apenas
algo em torno de 25 mil anos.
A vida de uma estrela cuja massa é maior do que 1,4 vezes a massa do Sol termina mais violentamente e deixa para
trás um tipo diferente de nebulosa chamado resto de supernova. Quando tal estrela esgota seu combustível e colapsa,
uma enorme onda de choque se arrasta pela estrela em alta velocidade, fazendo voar para fora várias camadas e
deixando para trás um núcleo chamado de estrela de nêutron e uma camada de matéria em expansão conhecida como
resto de supernova. Uma onda de choque de supernova é muito mais violenta do que o vento estelar que marca o fim
de uma estrela de baixa massa. Perto do núcleo do resto de supernova, elétrons emitem radiação chamada de “radiação
sícroton” enquanto eles espiralam-se em direção ao núcleo a velocidades próximas a da luz. A parte ultra violeta dessa
radiação pode remover elétrons dos filamentos mais externos da nebulosa (ionizá-los), fazendo com que brilhem.
Além disso, a matéria ejetada varre o gás e poeira circundantes enquanto se expande, produzindo uma onda de choque
que excita e ioniza o gás na nebulosa resto de supernova, a qual possui baixa densidade mas é extremamente quente (
até 1 milhão de graus!) O mais famoso resto de supernova é a Nebulosa do Caranguejo em Touro (M1). A luz do
núcleo interno vem da radiação sícroton, enquanto que as regiões mais externas brilham em muitas cores provenientes
da emissão de diferentes gases, incluindo vermelho do hidrogênio.