Durante milhões de anos, antes de uma estrela se tornar um ponto luminoso no céu, ela atravessa uma fase turbulenta, escondida em nuvens de gás e poeira. É nesse ambiente que matéria desaba sobre um disco, parte dela segue em direção ao futuro astro e outra parcela é expelida em ventos e jatos. O processo é fundamental para entender como estrelas e sistemas planetários surgem — mas ainda guarda uma pergunta central: como a matéria consegue perder o momento angular necessário para cair sobre a estrela?

Uma nova observação do James Webb Space Telescope (JWST) oferece uma das imagens mais detalhadas desse mecanismo. Um estudo liderado por Himanshu Tyagi, do Tata Institute of Fundamental Research, em Mumbai, e realizado por uma ampla colaboração internacional, examinou os ventos de hidrogênio molecular (H?) de cinco protoestrelas jovens. O trabalho envolveu pesquisadores de instituições como Jet Propulsion Laboratory/Caltech, University of Toledo, University of Michigan, University of Rochester, Johns Hopkins University, Leiden Observatory, University of Texas at Austin, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, European Southern Observatory e Space Telescope Science Institute.

O resultado é um retrato de uma espécie de “motor” cósmico. As cinco estrelas em formação cobrem uma faixa extraordinariamente ampla de luminosidade: de apenas 0,16 luminosidade solar, no caso de IRAS 16253?2429, a 104 luminosidades solares, em IRAS 20126+4104. Entre elas estão B335, com 1,4 L?, HOPS 153, com 3,8 L?, e HOPS 370, com 315,7 L?.

A observação foi feita com dois instrumentos do Webb, o NIRSpec/IFU e o MIRI/MRS, capazes de decompor a luz em diferentes comprimentos de onda e localizar o gás em movimento. O NIRSpec cobriu aproximadamente 2,87 a 5,01 micrômetros, enquanto o MIRI alcançou de cerca de 4,9 a 28 micrômetros. A resolução angular chegou a aproximadamente 0,12–0,20 segundo de arco no NIRSpec e variou de 0,31 a 1 segundo de arco no MIRI.

A riqueza dos dados impressiona. Os pesquisadores identificaram numerosas linhas espectrais de H?, incluindo transições rotacionais que chegam a v = 0?0 S(18), além de linhas rovibracionais. Em todas as cinco fontes, a emissão apresentou estrutura bipolar.

A principal descoberta morfológica é uma estrutura descrita pelos autores como “estratificada” ou “em forma de cebola”. As linhas de maior energia aparecem mais estreitas e mais colimadas, enquanto as linhas de menor energia ocupam regiões mais largas. Em outras palavras, o vento não é uma corrente uniforme: diferentes temperaturas e velocidades parecem ocupar diferentes camadas.

Essa característica é importante porque corresponde a uma previsão dos chamados modelos magneto-hidrodinâmicos de ventos de disco. Segundo o estudo, esses modelos preveem justamente uma estrutura aninhada tanto em velocidade quanto em excitação química.

O Webb também mostra que o hidrogênio molecular não se limita às bordas das cavidades abertas pelo vento. Em quatro das cinco protoestrelas, a emissão de H? preenche a região interna da cavidade sem apresentar o forte brilho nas bordas que seria esperado se todo o gás estivesse sendo produzido apenas por choques nas paredes. Os autores concluem que o fluxo é mais estreito e permanece dentro da cavidade de saída.

O caso de HOPS 370 é especialmente revelador. A protoestrela, com cerca de 2,5 massas solares, apresenta um jato molecular de H? rápido e colimado, envolvido por um vento mais lento e de maior abertura. A velocidade do componente rápido chega a aproximadamente 50 km/s, enquanto o gás mais amplo se desloca a cerca de 10 a 20 km/s.

O achado desafia uma interpretação simples segundo a qual jatos moleculares colimados seriam exclusivamente uma característica das protoestrelas mais jovens. HOPS 370 é mais evoluída que objetos extremamente jovens, como HH 211, mas ainda apresenta um jato molecular expressivo. Para os pesquisadores, isso sugere que a presença desse tipo de jato pode estar mais relacionada à taxa de acreção do que simplesmente à idade do sistema.

Há ainda uma pista particularmente intrigante em IRAS 16253. Os pesquisadores encontraram um gradiente de velocidade através do vento que acompanha a direção da rotação observada no disco por observações do ALMA. Os valores de momento angular específico derivados do H? são de aproximadamente 126 a 210 km/s au, dependendo da linha e do lado do fluxo — cerca de três a cinco vezes o momento angular estimado do envelope.

Se a interpretação como rotação do vento estiver correta, o estudo estima uma região de lançamento de aproximadamente 4 unidades astronômicas e um parâmetro de alavanca magnética de cerca de 5 a 10. A conclusão é cautelosa: trata-se de uma detecção considerada ainda “tentativa”, e os próprios autores reconhecem que interações com o material da cavidade e limitações instrumentais podem dificultar a identificação da rotação.

A importância do resultado vai além de cinco objetos. Desde os modelos clássicos de formação estelar, sabe-se que a conservação do momento angular dificulta a queda direta do material sobre a estrela. O gás forma um disco e precisa transferir momento angular para continuar sua trajetória. Os ventos podem cumprir justamente esse papel: remover o excesso de momento angular e permitir que a estrela continue acumulando massa.

O estudo de Tyagi e colaboradores, portanto, não apenas fotografa estrelas em nascimento. Ele oferece uma visão tridimensional — espacial, química e cinemática — de um mecanismo que pode ser decisivo para a própria arquitetura do Universo próximo: a transformação de uma nuvem de gás em uma estrela, um disco e, potencialmente, um sistema planetário.

Como resume o próprio artigo, as observações do Webb revelam detalhes “sem precedentes” dos ventos e fluxos de protoestrelas. A astronomia agora começa a enxergar não apenas onde uma estrela nasce, mas também como ela consegue nascer.