Exemplos de glóbulos de Bok. Crédito da imagem: SAAO. Clique para ampliar.
Nosso Sol existe há quase cinco bilhões de anos. Durante a maior parte de sua história, o Sol praticamente apareceu da maneira que é hoje - uma vasta esfera de gás radiante e poeira acesa à incandescência pelo calor liberado pela fusão de hidrogênio perto de seu núcleo. Porém, antes que nosso Sol se formasse, a matéria precisava ser reunida a partir do meio interestelar (ISM) e compactada em uma região pequena o suficiente para passar um equilíbrio crítico entre maior condensação e estabilidade. Para que isso ocorra, um delicado equilíbrio entre a pressão interna exercida externamente e a influência gravitacional em movimento interno teve que ser superado.
Em 1947, o astrônomo observacional de Harvard, Bart Jan Bok, anunciou o resultado de anos de estudo de um importante subconjunto de gases e poeira frios frequentemente associados a nebulosidade prolongada. Bok sugeriu que certos glóbulos isolados e distintos que obscureciam a luz de fundo no espaço eram, de fato, evidência de um importante estágio preliminar na formação de discos protostelares, levando ao nascimento de estrelas como o nosso sol.
Após o anúncio de Bok, surgiram muitos modelos físicos para explicar como os glóbulos de Bok poderiam formar estrelas. Tipicamente, esses modelos começam com a noção de que a matéria se reúne em regiões do espaço onde o meio interestelar é especialmente denso (na forma de nebulosidade), frio e sujeito à pressão de radiação das estrelas vizinhas. Em algum momento, matéria suficiente pode se condensar em uma região pequena o suficiente para que a gravitação supere a pressão do gás e as pontas de equilíbrio a favor da formação de estrelas.
De acordo com o artigo "Pesquisa por imagem no infravermelho próximo dos glóbulos Bok: estrutura de densidade", publicada em 10 de junho de 2005, Ryo Kandori e uma equipe de catorze outros pesquisadores "sugerem que uma esfera de Bonner-Ebert quase crítica caracteriza a densidade crítica de glóbulos sem estrela".
O conceito de uma esfera de Bonner-Ebert se origina da idéia de que um equilíbrio de forças pode existir dentro de uma nuvem idealizada de gás e poeira. Tal esfera é mantida como tendo uma densidade interna constante, mantendo o equilíbrio entre a pressão expansionista causada por gases de uma dada temperatura e densidade e a influência gravitacional de sua massa total assistida por qualquer pressão de gás ou radiação exercida por estrelas vizinhas. Esse estado crítico está relacionado ao diâmetro da esfera, sua massa total e a quantidade de pressão gerada pelo calor latente dentro dela.
A maioria dos astrônomos supôs que o modelo de Bonner-Ebert - ou alguma variação do mesmo - acabaria provando ser preciso ao descrever o ponto em que um determinado glóbulo de Bok cruza a linha para se tornar um disco protostelar. Hoje, Ryo Kandori et al reuniram evidências suficientes de uma variedade de glóbulos Bok para sugerir fortemente que essa noção está correta.
A equipe começou selecionando dez glóbulos de Bok para observação com base no tamanho aparente pequeno, formato quase circular, distância da nebulosidade vizinha, proximidade da Terra (a menos de 1700 LYs de distância) e acessibilidade a instrumentos de coleta de ondas de rádio e infravermelho próximos localizados nos hemisférios norte e sul. De uma lista de quase 250 desses glóbulos, apenas aqueles que atendiam aos critérios acima foram incluídos. Entre os selecionados, apenas um apresentou evidência de disco protoestelar. Esse disco assumiu a forma de uma fonte pontual de luz infravermelha detectada durante uma pesquisa realizada pelo IRAS (Satélite de Astronomia Infravermelha - um projeto conjunto dos EUA, Reino Unido e Holanda). Todos os dez glóbulos estavam localizados em regiões ricas em estrelas e nebulosidade da Via Láctea.
Após a seleção dos glóbulos candidatos Bok, a equipe submeteu cada um deles a uma bateria de observações projetadas para determinar sua massa, densidade, temperatura, tamanho e, se possível, a quantidade de pressão aplicada sobre eles pelo ISM e pela luz das estrelas vizinha. Uma consideração importante foi perceber se havia alguma variação na densidade em todo o glóbulo. A presença de pressão uniforme é particularmente importante quando se trata de determinar qual dos vários modelos teóricos melhor mapeados contra a constituição dos próprios módulos.
Usando um instrumento terrestre (o IRSF de 1,4 metro no Observatório Astronômico da África do Sul) em 2002 e 2003, a luz infravermelha próxima em três bandas diferentes (J, H e K) foi coletada de cada glóbulo com magnitude de 17 ou mais. As imagens foram então integradas e comparadas à luz proveniente da região da estrela de fundo. Esses dados foram submetidos a vários métodos de análise para permitir que a equipe derivasse a densidade de gás e poeira em cada glóbulo até o nível de resolução suportado pelas condições de visualização (aproximadamente um arco por segundo). Esse trabalho basicamente determinou que cada glóbulo apresentava um gradiente de densidade uniforme com base em sua distribuição tridimensional projetada. O modelo da esfera de Bonner-Ebert parecia uma combinação muito boa.
A equipe também observou cada glóbulo usando o radiotelescópio de 45 metros do Observatório de Rádio Nobeyama em Minamisaku, Nagano, Japão. A idéia aqui era coletar frequências de rádio específicas associadas ao N2H + e C18O excitados. Observando a quantidade de desfocagem nessas frequências, a equipe conseguiu determinar a temperatura interna de cada glóbulo que, juntamente com a densidade do gás, pode ser usada para aproximar a pressão de gás interna a cada glóbulo.
Depois de reunir os dados, submetê-los à análise e quantificar os resultados, a equipe “descobriu que mais da metade dos glóbulos sem estrelas (7 em 11 fontes) estão localizados perto do estado crítico (Bonner-Ebert). Assim, sugerimos que uma esfera de Bonner-Ebert quase crítica caracterize a estrutura de densidade típica dos glóbulos sem estrelas. ” Além disso, a equipe determinou que três glóbulos de Bok (Coalsack II, CB87 e Lynds 498) são estáveis e claramente não estão em processo de formação de estrelas, quatro (Barnard 66, Lynds 495, CB 161 e CB 184) estão posicionados perto do estábulo de Bonner. Estado de Ebert, mas tendendo à formação de estrelas com base nesse modelo. Finalmente, os seis restantes (FeSt 1-457, Barnard 335, CB 188, CB 131, CB 134) estão claramente se movendo em direção ao colapso da gravitação. Essas seis "estrelas em formação" incluem os glóbulos CB 188 e Barnard 335, já conhecidos por possuir discos protostelares.
Em qualquer dia relativamente sem nuvens, não é preciso muito em termos de instrumentação para provar que um 'Glóbulo Bok' muito único e importante que existe há cerca de 5 bilhões de anos atrás conseguiu inclinar a balança e se tornar uma estrela em formação. Nosso Sol é uma prova sólida de que a matéria - uma vez adequadamente condensada - pode iniciar um processo que leva a novas e extraordinárias possibilidades.
Escrito por Jeff Barbour
