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DESCOBERTAS ONDAS MISTERIOSAS AO LONGO DE DISCO DE FORMAÇÃO PLANETÁRIA
9 de Outubro de 2015

 


Com o auxílio de imagens do VLT do ESO e do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, os astrónomos descobriram estruturas do tipo de ondas que se deslocam rapidamente no disco de poeira que rodeia a estrela AU Microscopii. Estas estranhas estruturas não se parecem com nada que tenha sido observado, ou mesmo previsto, até à data.
A linha de cima mostra uma imagem do Hubble obtida em 2010 do disco da AU Mic, a linha central corresponde a uma imagem do Hubble de 2011 e a linha de baixo mostra dados do VLT/SPHERE de 2014. Os círculos pretos centrais tapam a luz brilhante da estrela central de modo a podermos observar o disco que é muito mais ténue. A posição da estrela está marcada esquematicamente.
A barra de escala no cimo da imagem indica, comparativamente, o diâmetro da órbita do planeta Neptuno no Sistema Solar (60 UA).
Note que o brilho das zonas mais exteriores do disco foi artificialmente aumentado para se poder observar a sua estrutura ténue.
Crédito: ESO, NASA e ESA
(clique na imagem para ver versão maior)

 

Com o auxílio de imagens do VLT (Very Large Telescope) do ESO e do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, os astrónomos descobriram estruturas nunca antes observadas no seio de um disco de poeira que rodeia uma estrela próxima. As estruturas do tipo de ondas que se deslocam rapidamente no disco da estrela AU Microscopii não se parecem com nada que tenha sido observado, ou mesmo previsto, até à data. A origem e natureza destas estruturas apresenta aos astrónomos um novo mistério a desvendar. Os resultados deste trabalho foram publicados ontem na revista Nature.

A estrela próxima AU Microscopii, ou AU Mic, é jovem e encontra-se rodeada por um grande disco de poeira (AU Microscopii situa-se a apenas 32 anos-luz de distância da Terra. O disco contém essencialmente asteroides que colidiram tão violentamente que acabaram pulverizados). Estudos de discos de restos como este fornecem pistas valiosas sobre como é que a partir deles se formam os planetas.

Os astrónomos têm estudado o disco de AU Mic no intuito de procurarem sinais de estruturas mais condensadas ou deformadas, já que tais estruturas podem indicar a localização de possíveis planetas. Em 2014 foram utilizadas as capacidades de imagem de alto contraste do instrumento SPHERE do ESO, recém-instalado no VLT, tendo-se descoberto algo muito invulgar.

"As nossas observações mostraram algo inesperado," explica Anthony Boccaletti do Observatório de Paris, França, autor principal do artigo científico que descreve estes resultados. "As imagens do SPHERE mostram um conjunto de estruturas inexplicáveis no disco, em forma de arcos ou ondas, diferentes de tudo o que foi observado até hoje."

Cinco arcos em forma de onda a diferentes distâncias da estrela aparecem nas novas imagens, fazendo lembrar pequenas ondas propagando-se numa poça de água. Após ter descoberto estas estruturas nos dados do SPHERE, a equipa verificou imagens anteriores do disco obtidas com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA em 2010 e 2011 para ver se também aí apareceriam tais estruturas. A equipa não só conseguiu identificar estas estruturas nas imagens mais antigas do Hubble, como também descobriu que estas variam com o tempo. Aparentemente estas ondas estão a deslocar-se — e muito rapidamente!

"Processámos as imagens dos dados Hubble e obtivemos informação suficiente para seguir o movimento destas estranhas estruturas durante um período de 4 anos," explica o membro da equipa Christian Thalmann (ETH Zürich, Suíça). "Descobrimos assim que os arcos se afastam da estrela a velocidades que vão até aos cerca de 40.000 km/hora!

As estruturas parecem estar a mover-se mais depressa mais longe da estrela do que mais próximo dela. Pelo menos três delas estão a deslocar-se tão depressa que poderão escapar à atração gravitacional da estrela. Tais velocidades tão elevadas excluem a possibilidade de que estas sejam estruturas convencionais no disco causadas por objetos — tais como planetas — que perturbam o material do disco à medida que orbitam a estrela. Outro fenómeno qualquer deve estar envolvido para que as ondas sejam aceleradas e se desloquem tão depressa, o que significa que estas estruturas são um sinal de algo verdadeiramente invulgar (o disco é observado de perfil, o que complica a interpretação da sua estrutura tridimensional).

"Tudo nesta descoberta é bastante surpreendente!", comenta a coautora Carol Grady da Eureka Scientific, EUA. "E uma vez que nunca foi observado nada do género, e nem sequer previsto pela teoria, podemos apenas tecer conjeturas sobre o que estamos a ver e como é que se poderá ter formado."

A equipa não pode dizer com toda a certeza o que terá causado estas ondas misteriosas em torno da estrela. No entanto, considerou já uma série de fenómenos que foram rejeitados como explicação possível, incluindo a colisão de dois objetos raros e massivos do tipo de asteroides que libertariam enormes quantidades de poeira, e ondas em espiral com origem em instabilidades na gravidade do sistema.

No entanto, consideraram também outras ideias que parecem mais promissoras.

"Uma explicação possível para estas estranhas estruturas tem a ver com as erupções da estrela. AU Mic é uma estrela com uma alta atividade de erupções — lançando frequentemente enormes quantidades de energia da sua superfície ou perto dela," explica o coautor Glenn Schneider do Observatório Steward, EUA. "Uma destas erupções poderia ter dado origem a algum fenómeno num dos planetas - se houver planetas — como um violento arrancar de matéria que poderia agora estar a propagar-se ao longo do disco, impulsionada pela força da erupção."

"É muito satisfatório que o SPHERE se tenha revelado extremamente capaz de estudar discos como este no seu primeiro ano de operações," acrescenta Jean-Luc Beuzit, coautor do novo estudo e que liderou também o desenvolvimento do SPHERE.

A equipa planeia continuar a observar o sistema AU Mic com o SPHERE e outras infraestruturas, incluindo o ALMA, no intuito de tentar compreender o que se está a passar. Mas por agora, estas curiosas estruturas permanecem um mistério por resolver.

 


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Conjunto de imagens do disco, visto de perfil, que rodeia a estrela jovem AU Microscopii. As imagens revelam uma corrente de características misteriosas parecidas com ondas. Os astrónomos descobriram que estas ondulações se movem pelo disco a velocidades até cerca de 40.000 quilómetros por hora. A causa deste fenómeno é desconhecida e nunca antes vista nos discos estelares de poeira.
Crédito: NASA, ESA, ESO, A. Boccaletti (Observatório de Paris)
(clique na imagem para ver versão maior)


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NASA (comunicado de imprensa)
Hubble - ESA (comunicado de imprensa)
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