De acordo com a hipótese da nebulosa, as estrelas e seus sistemas de planetas se formam a partir de nuvens gigantes de poeira e gás. Depois de sofrer um colapso gravitacional no centro (que cria a estrela), a matéria restante forma um disco de acreção em órbita ao seu redor. Com o tempo, esse assunto é alimentado à estrela - permitindo que ela se torne mais massiva - e também leva à criação de um sistema de planetas.
E até esta semana, a hipótese da nebulosa era exatamente isso. Dada a distância envolvida e o fato de a formação de sistemas estelares levar bilhões de anos, ser capaz de testemunhar o processo em vários estágios é bastante difícil. Mas, graças aos esforços de uma equipe de pesquisadores dos EUA e de Taiwan, os astrônomos capturaram a primeira imagem clara de uma jovem estrela cercada por um disco de acreção.
Como eles explicaram em seu artigo - "Primeira detecção de pista escura equatorial de poeira em um disco protostelar no comprimento de onda do submilímetro", publicado recentemente na revista Avanços científicos - esses discos são difíceis de resolver espacialmente devido ao tamanho pequeno. No entanto, usando o Atacama Large Millimeter / submilimeter Array (ALMA) - que oferece resolução sem precedentes - eles foram capazes de resolver o disco de uma estrela e estudá-lo em detalhes.
O sistema protoestelar em questão é conhecido como HH 212, um sistema estelar jovem (40.000 anos) localizado na constelação de Orion, a aproximadamente 1300 anos-luz da Terra. Este sistema estelar é conhecido por seu poderoso jato bipolar - ou seja, os fluxos contínuos de gás ionizado de seus pólos - que, acredita-se, fazem com que ele acumule matéria com mais eficiência. Devido à sua idade e sua posição em relação à Terra, esse sistema protostar foi um alvo popular para os astrônomos no passado.
Basicamente, o fato de ainda estar em uma fase inicial da formação (e o fato de poder ser visto de frente) torna o sistema estelar ideal para estudar a evolução de estrelas de baixa massa. No entanto, pesquisas anteriores tinham uma resolução máxima de 200 UA, o que significava que os astrônomos eram capazes de obter apenas uma sugestão de um pequeno disco empoeirado. Este disco apareceu como um envelope achatado, espiralando em direção à protoestrela no centro.
Mas com a resolução do ALMA (8 UA, ou 25 vezes maior), a equipe de pesquisa não só conseguiu detectar o disco de acreção, mas também resolver espacialmente suas emissões de poeira no comprimento de onda do submilímetro. Como Chin-Fei Lee - pesquisador do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica (ASIAA) em Taiwan e principal autor do artigo - disse em um comunicado à imprensa do ALMA:
“É incrível ver uma estrutura tão detalhada de um disco de acreção muito jovem. Por muitos anos, os astrônomos têm procurado discos de acréscimo na fase inicial da formação estelar, para determinar sua estrutura, como eles são formados e como ocorre o processo de acréscimo. Agora, usando o ALMA com todo o seu poder de resolução, não apenas detectamos um disco de acreção, mas também o resolvemos, especialmente sua estrutura vertical, em detalhes. ”
O que eles observaram foi um disco com um raio de aproximadamente 60 unidades astronômicas, que é um pouco maior que a distância do Sol e da borda externa do Cinturão de Kuiper (50 UA). Eles também observaram que o disco estava comprometido com minerais de silicato, ferro e outras matérias interestelares, e consistia em uma proeminente camada escura equatorial que estava imprensada entre duas camadas mais brilhantes.
Esse contraste entre as seções claras e escuras deveu-se a temperaturas relativamente baixas e a alta profundidade óptica perto do plano central do disco. Enquanto isso, as camadas acima e abaixo do plano central mostraram maior absorção nos comprimentos de onda da luz óptica e do infravermelho próximo. Por causa dessa aparência em camadas, a equipe de pesquisa a descreveu como "um hambúrguer".
Essas observações são notícias empolgantes para a comunidade astronômica, e não apenas porque são as primeiras. Além disso, eles também representam uma nova oportunidade para estudar discos pequenos em torno dos protostars mais jovens. E com os tipos de imagens de alta resolução possíveis pelo ALMA e outros telescópios da próxima geração, os astrônomos poderão colocar restrições novas e mais fortes nas teorias relativas à formação de discos.
Como Zhi-Yun Li, da Universidade da Virgínia (co-autor do estudo), afirmou:
“Na fase inicial da formação estelar, existem dificuldades teóricas na produção desse disco, porque os campos magnéticos podem retardar a rotação do material em colapso, impedindo a formação desse disco em torno de uma protoestrela muito jovem. Esta nova descoberta implica que o efeito retardador dos campos magnéticos na formação do disco pode não ser tão eficiente quanto pensávamos antes. ”
Uma chance de observar estrelas e sistemas planetários em sua fase inicial de formação e uma chance de testar nossas teorias sobre como tudo é feito? Definitivamente não é algo que acontece todos os dias!
E não deixe de apreciar este vídeo da observação, cortesia do ALMA e narrado pelo Dr. Lee:
