A Nebulosa do Cone e o aglomerado da Árvore de Natal: um complexo de estrelas em formação

Um berçário de estrelas na constelação de Monoceros

A NGC 2264 é um vasto complexo estelar localizado na constelação de Monoceros, a cerca de 2.600 anos-luz de distância. Ele reúne duas estruturas notáveis: a Nebulosa do Cone, uma coluna escura de poeira, e o aglomerado aberto da Árvore de Natal, povoado por jovens estrelas azuladas. NGC 2264 é um dos laboratórios naturais mais estudados para entender a formação estelar em um ambiente ionizado.

N.B.:
A Nebulosa do Cone e o aglomerado da Árvore de Natal compartilham a mesma nuvem molecular de origem. Sua designação comum, NGC 2264, não se refere a um único objeto, mas a um complexo astrofísico que engloba várias estruturas interconectadas.

Composição do NGC 2264

A Nebulosa do Cone se estende por cerca de 7 anos-luz e é composta principalmente por gás de hidrogênio molecular (\( H_2 \)) e poeira interestelar. O aglomerado da Árvore de Natal, por sua vez, contém mais de 600 estrelas jovens, algumas das quais são do tipo espectral O e B que emitem radiação ultravioleta intensa. Essa radiação interage com a nuvem molecular circundante, causando a fotoionização do gás e a formação de uma região H II.

N.B.:
As estrelas do tipo espectral O e B estão entre as mais massivas e quentes da sequência principal. Apresentam temperaturas superficiais entre 10.000 K e 50.000 K. Essas estrelas emitem radiação ultravioleta intensa capaz de ionizar o gás circundante, produzindo regiões H II. Têm uma vida muito curta, da ordem de 1 a 10 milhões de anos, antes de evoluírem para supernovas ou estrelas de nêutrons.

Processos de formação e evolução estelar

As observações feitas pelos telescópios Spitzer e Webb revelaram a presença de numerosos OSE (Objetos Estelares Jovens) e discos protoplanetários. O processo de formação segue a sequência clássica: colapso gravitacional, acreção, ignição nuclear e dispersão da nuvem parental. A energia liberada pelas estrelas massivas esculpe a matéria circundante, criando frentes de choque e cavidades na nebulosa. Esse fenômeno mostra que, quando estrelas muito massivas se formam, elas mudam seu ambiente: sua luz e ventos poderosos remodelam a nuvem de gás ao seu redor, favorecendo ou inibindo o nascimento de novas estrelas.

Observação e espectroscopia

As observações de NGC 2264 em luz visível e infravermelha revelam cores particulares chamadas linhas de emissão, produzidas por átomos de hidrogênio, oxigênio e enxofre aquecidos por estrelas jovens. Essas assinaturas luminosas mostram que o gás da nebulosa está fortemente ionizado, ou seja, perdeu parte de seus elétrons. Ao medir os deslocamentos dessas linhas, os astrônomos estimaram que o gás se move de forma caótica a velocidades entre 5 e 10 km/s. As observações realizadas em ondas de rádio, especialmente em torno do comprimento de onda de 2,6 mm (associado ao monóxido de carbono, CO), permitem rastrear o movimento do gás frio e identificar as zonas onde novas estrelas estão se formando.

Um ambiente dinâmico e instável

No centro da Nebulosa do Cone, um equilíbrio delicado se estabelece entre a luz intensa das estrelas jovens e a gravidade da grande nuvem de gás e poeira. A energia luminosa, muito forte, remove progressivamente matéria da nuvem, fragmentando sua superfície e criando pequenas zonas mais densas onde novas estrelas podem se formar. Simulações numéricas recentes mostram que a forma cônica da nebulosa resulta desse equilíbrio entre a pressão exercida pela radiação e a densidade do gás.