M3 Meio Interestelar e Formação Estelar

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O elemento central deste modelo é a gigantesca nuvem molecular que colapsa para dar origem a uma estrela.

A formação estelar ocorre dentro dessas nuvens moleculares, regiões frias e densas do meio interestelar, quando a massa da nuvem excede um valor crítico, a massa de Jeans, que diminui à medida que a nuvem se torna mais fria e densa. Essa diminuição na massa de Jeans significa que nuvens mais frias e compactas colapsam muito mais facilmente do que nuvens quentes e difusas.

O colapso dessa nuvem começa isotermicamente, porque o gás ainda esfria eficientemente emitindo radiação molecular enquanto se comprime, mas torna-se adiabático assim que a densidade cruza um certo limiar. A ultrapassagem desse limiar faz com que a temperatura do gás aumente e, nesse exato momento, a protoestrela nasce no centro da nuvem em colapso.

A luminosidade de acreção, a energia potencial gravitacional do gás que continua a cair sobre a protoestrela e é convertida em radiação, domina seu brilho durante toda essa fase: ela aumenta com a taxa na qual o gás cai e diminui à medida que o raio da protoestrela aumenta.

A função de massa de Salpeter inicial, por sua vez, descreve como as massas das estrelas recém-nascidas são distribuídas dentro dessa mesma nuvem: as estrelas leves são de longe as mais numerosas, mas as poucas estrelas massivas que nascem são as que dominam tanto a luminosidade total do grupo quanto o enriquecimento químico que essa nuvem acaba contribuindo para toda a galáxia.

A formação estelar, no entanto, produz seu próprio ciclo de feedback: os jatos bipolares, ventos e fótons ionizantes emitidos pelas estrelas recém-nascidas atuam como um freio na própria nuvem que os originou, limitando a eficiência de todo o processo a pouco mais de um por cento da massa original da nuvem. Assim, desde a gigantesca nuvem molecular com a qual este documento começa até o mecanismo de retroalimentação que a desacelera e com o qual termina, passando pela massa de Jeans, a protoestrela e a luminosidade de acreção, a formação estelar faz com que a mesma nuvem acabe limitando, com os produtos das poucas estrelas que consegue formar, sua própria capacidade de continuar formando mais estrelas.

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