Uma regia£o de formação estelar ativa na constelação de Ophiuchus estãodando aos astrônomos novos insights sobre as condições em que nosso pra³prio sistema solar nasceu. Em particular, um novo estudo do complexo de formação de estrelas de Ophiuchus mostra como nosso sistema solar pode ter se enriquecido com elementos radioativos de vida curta.

A evidência desse processo de enriquecimento existe desde a década de 1970, quando cientistas estudando certas inclusaµes minerais em meteoritos conclua­ram que eles eram remanescentes intocados do sistema solar infantil e continham os produtos de decomposição de radionucla­deos de vida curta. Esses elementos radioativos podem ter sido lana§ados no sistema solar nascente por uma estrela em explosão próxima (uma supernova) ou pelos fortes ventos estelares de um tipo de estrela massiva conhecida como estrela Wolf-Rayet.

Os autores do novo estudo, publicado em 16 de agosto na Nature Astronomy , usaram observações de vários comprimentos de onda da regia£o de formação de estrelas de Ophiuchus, incluindo novos dados infravermelhos espetaculares, para revelar as interações entre as nuvens de gás formador de estrelas e radionucla­deos produzidos nas proximidades aglomerado de estrelas jovens. Suas descobertas indicam que as supernovas no aglomerado de estrelas são a fonte mais prova¡vel de radionucla­deos de vida curta nas nuvens formadoras de estrelas.

"Nosso sistema solar foi provavelmente formado em uma nuvem molecular gigante junto com um jovem aglomerado estelar, e um ou mais eventos de supernova de algumas estrelas massivas neste aglomerado contaminaram o gás que se transformou em sol e seu sistema planetario", disse o coautor Douglas NC Lin, professor emanãrito de astronomia e astrofa­sica na UC Santa Cruz. "Embora esse cena¡rio tenha sido sugerido no passado, a força deste artigo éusar observações de vários comprimentos de onda e uma análise estata­stica sofisticada para deduzir uma medida quantitativa da probabilidade do modelo."

O primeiro autor, John Forbes, do Centro de Astrofísica Computacional do Flatiron Institute, disse que os dados de telesca³pios de raios gama baseados no espaço permitem a detecção dos raios gama emitidos pelo radionucla­deo aluma­nio-26 de vida curta. "Estas são observações desafiadoras. Sa³ podemos detecta¡-lo de forma convincente em duas regiaµes de formação de estrelas, e os melhores dados são do complexo de Ophiuchus", disse ele.

O complexo de nuvens de Ophiuchus contanãm muitos núcleos protoestelares densos em vários esta¡gios de formação estelar e desenvolvimento de disco protoplanetario, representando os primeiros esta¡gios na formação de um sistema planetario. Ao combinar dados de imagem em comprimentos de onda que variam de mila­metros a raios gama, os pesquisadores foram capazes de visualizar um fluxo de aluma­nio-26 do aglomerado de estrelas pra³ximo a  regia£o de formação estelar de Ophiuchus.

"O processo de enriquecimento que estamos vendo em Ophiuchus éconsistente com o que aconteceu durante a formação do sistema solar, 5 bilhaµes de anos atrás", disse Forbes. "Assim que vimos este belo exemplo de como o processo pode acontecer, comea§amos a tentar modelar o aglomerado de estrelas pra³ximo que produziu os radionucla­deos que vemos hoje em raios gama."

Forbes desenvolveu um modelo que considera cada estrela massiva que poderia ter existido nesta regia£o, incluindo sua massa, idade e probabilidade de explodir como uma supernova, e incorpora os rendimentos potenciais de aluma­nio-26 de ventos estelares e supernovas. O modelo permitiu-lhe determinar as probabilidades de diferentes cenários para a produção do aluma­nio-26 observados hoje.

"Agora temos informações suficientes para dizer que há59 por cento de chance de ser devido a supernovas e 68 por cento de chance de ser de várias fontes e não apenas de uma supernova", disse Forbes.

Esse tipo de análise estata­stica atribui probabilidades a cenários que os astrônomos vão debatendo nos últimos 50 anos, observou Lin. “Esta éa nova direção para a astronomia, para quantificar a probabilidade”, disse ele.

As novas descobertas também mostram que a quantidade de radionucla­deos de vida curta incorporados em sistemas estelares em formação pode variar amplamente. "Muitos novos sistemas estelares nascera£o com abunda¢ncia de aluma­nio-26 em linha com nosso sistema solar, mas a variação éenorme - várias ordens de magnitude", disse Forbes. "Isso éimportante para a evolução inicial dos sistemas planetarios, uma vez que o aluma­nio-26 éa principal fonte de aquecimento inicial. Mais aluma­nio-26 provavelmente significa planetas mais secos."

Os dados infravermelhos, que permitiram a  equipa observar atravanãs de nuvens poeirentas o coração do complexo de formação estelar, foram obtidos pelo coautor Joa£o Alves da Universidade de Viena como parte do estudo VISION do Observatório Europeu do Sul em viveiros estelares pra³ximos usando o VISTA telesca³pio no Chile.

"Nãohánada de especial em Ophiuchus como regia£o de formação de estrelas", disse Alves. "a‰ apenas uma configuração ta­pica de gás e estrelas massivas jovens , então nossos resultados devem ser representativos do enriquecimento de elementos radioativos de vida curta na formação de estrelas e planetas ao longo da Via La¡ctea."

A equipa também utilizou dados do Observatório Espacial Herschel da Agência Espacial Europeia (ESA), do satanãlite Planck da ESA e do Observatório Compton Gamma Ray da NASA.