Astrônomos criam berçários estelares impressos em 3D

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/09/2021

Os primeiros berçários estelares impressos em 3D são esferas altamente polidas, do tamanho de uma bola de beisebol, nas quais aglomerados e filamentos em redemoinho representam nuvens de gás e poeira que formarão novas estrelas.
[Imagem: Saurabh Mhatre]

Berçário estelar na palma da mão

Os astrônomos não podem tocar as estrelas que estudam, mas a astrofísica Nia Imara está usando modelos tridimensionais que cabem na palma da sua mão para desvendar as complexidades estruturais dos berçários estelares, as vastas nuvens de gás e poeira onde ocorre a formação de novas estrelas.

Imara e seus colegas criaram os modelos usando dados de simulações de nuvens onde estão nascendo estrelas e um sofisticado processo de impressão 3D, no qual as densidades e os gradientes em escala fina das nuvens turbulentas são incorporados em uma resina transparente.

Os modelos resultantes - os primeiros berçários estelares impressos em 3D - são esferas altamente polidas, do tamanho de uma bola de beisebol (8 centímetros de diâmetro), nas quais o material de formação de estrelas aparece como aglomerados e redemoinhos de filamentos.

"Queríamos um objeto interativo que nos ajudasse a visualizar as estruturas onde as estrelas se formam, para que pudéssemos entender melhor os processos físicos," disse Imara, que trabalha na Universidade da Califórnia em Santa Cruz.

As nove simulações nas quais os modelos são baseados foram projetadas para investigar os efeitos de três processos físicos fundamentais que governam a evolução das nuvens moleculares: turbulência, gravidade e campos magnéticos.

Ao alterar diferentes variáveis, como a força dos campos magnéticos ou a velocidade com que o gás se move, as simulações mostram como diferentes ambientes físicos afetam a morfologia de subestruturas relacionadas à formação de estrelas.

Além de esferas representando nove simulações diferentes, os pesquisadores também imprimiram meias-esferas para revelar os dados do plano médio. O material mais claro corresponde a regiões de maior densidade, enquanto as áreas mais escuras representam regiões de baixa densidade e vazios.
[Imagem: Saurabh Mhatre]

Bonito e cientificamente esclarecedor

Os resultados são impressionantes visualmente, mas também são cientificamente esclarecedores. "Apenas esteticamente, eles são realmente incríveis de se olhar, e então você começa a notar as estruturas complexas que são incrivelmente difíceis de ver com as técnicas usuais para visualizar essas simulações," disse John Forbes, coautor do trabalho.

Por exemplo, estruturas em forma de folha ou em forma de panqueca são difíceis de distinguir em fatias ou projeções bidimensionais, porque uma seção através de uma folha se parece com um filamento.

"Dentro das esferas, você pode ver claramente uma folha bidimensional, e dentro dela há pequenos filamentos, e isso é estonteante da perspectiva de alguém que está tentando entender o que está acontecendo nessas simulações," disse Forbes.

Os modelos também revelaram estruturas que são mais contínuas do que pareciam ser nas projeções 2D, disse Imara: "Se você tem algo girando no espaço, pode não se dar conta de que duas regiões estão conectadas pela mesma estrutura, então ter um objeto interativo que você pode girar na sua mão nos permite detectar essas continuidades mais facilmente," disse ela.

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