Nota de Imprensa

Uma rosquinha cósmica

4 de Outubro de 2019

Com o auxílio do ALMA, os astrónomos obtiveram uma imagem de resolução extremamente elevada de dois discos onde estrelas jovens estão a crescer, alimentadas por uma complexa rede de filamentos de gás e poeira em forma de rosquinha. A observação deste fenómeno notável ajuda os astrónomos a compreender melhor as fases mais iniciais da vida das estrelas e a determinar as condições necessárias à formação de estrelas binárias.

As duas estrelas bebés foram descobertas no sistema [BHB2007] 11 — o membro mais jovem de um pequeno enxame estelar na nebulosa escura Barnard 59, a qual faz parte das nuvens de poeira interestelar chamadas Nebulosa do Cachimbo. Observações anteriores deste sistema binário mostraram a estrutura exterior. Agora, graças à elevada resolução do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma equipa internacional de astrónomos liderada por cientistas do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), pôde ver a estrutura interna deste objeto.

“Vemos duas fontes compactas que interpretamos como discos circunstelares em torno de duas estrelas jovens,” explica Felipe Alves do MPE, que liderou o estudo. Um disco circunstelar é o anel de gás e poeira que rodeia uma estrela jovem. A estrela acreta matéria do anel e vai crescendo. “O tamanho de cada um destes discos é semelhante à cintura de asteroides do nosso Sistema Solar e a separação entre eles é 28 vezes maior que a distância entre a Terra e o Sol,” diz Alves.

Os dois discos circunstelares estão rodeados por um disco maior com uma massa total de cerca de 80 massas de Júpiter, apresentando uma rede complexa de estruturas de poeira distribuídas em formas espirais — os laços da rosquinha. “Trata-se de um resultado importante,” comenta Paola Caselli, diretora administrativa do MPE, diretora do Centro de Estudos Astroquímicos e co-autora deste trabalho. “Podemos finalmente obter imagens da estrutura complexa de estrelas binárias jovens com os seus filamentos de “alimentação” ligados ao disco onde nasceram, o que impõe importantes limites aos atuais modelos de formação estelar.”

As estrelas bebés acretam massa do disco maior em duas fases. A primeira fase dá-se quando massa é transferida para os discos circunstelares individuais em belos laços rodopiantes, que é o que a nova imagem do ALMA nos mostra. A análise dos dados revelou ainda que o disco circunstelar mais brilhante mas de menor massa — o que vemos na parte inferior da imagem — acreta mais material. Numa segunda fase, as estrelas acretam massa dos seus discos circunstelares. “Pensamos que este processo de acreção em duas fases seja responsável pela dinâmica do sistema binário nesta fase de acreção de matéria,” acrescenta Alves. “Apesar do bom ajuste destas observações com a teoria ser já bastante promissor, precisamos ainda de estudar mais sistemas binários jovens com todo o detalhe para compreendermos melhor como é que estrelas múltiplas se formam.”

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico publicado a 3 de Outubro de 2019 na revista Science.

A equipa é composta por F. O. Alves (Centro de Estudos Astroquímicos, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemanha), P. Caselli (Centro de Estudos Astroquímicos, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Alemanha), J. M. Girart (Institut de Ciències de l’Espai, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Espanha e Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Espanha), D. Segura-Cox (Centro de Estudos Astroquímicos, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemanha), G. A. P. Franco (Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Brasil), A. Schmiedeke (Centro de Estudos Astroquímicos, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemanha) e B. Zhao (Centro de Estudos Astroquímicos, Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemanha).

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica internacional, surge no âmbito de uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional Científico da Taiwan (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infraestruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1916, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.