UM DISCO DE FORMAÇÃO PLANETÁRIA AINDA ALIMENTADO PELA NUVEM-MÃE 27 de novembro de 2020
Esta imagens a cores falsas mostra os filamentos de acreção em torno da protoestrela [BHB2007] 1. As grandes estruturas são fluxos de gás molecular (CO) que alimentam o disco que rodeia a protoestrela. A inserção mostra a emissão de poeira do disco, visto de lado. Os "buracos" no mapa de poeira representam uma enorme divisão anular vista (de lado) na estrutura do disco.
Crédito: Instituto Max Planck para Física Extraterrestre
Os sistemas estelares como o nosso formam-se dentro de nuvens interestelares de gás e poeira que colapsam produzindo estrelas jovens rodeadas por discos protoplanetários. Os planetas formam-se dentro destes discos protoplanetários, deixando divisões claras, que foram recentemente observadas em sistemas evoluídos, no momento em que a nuvem-mãe foi dissipada. O ALMA revelou agora um disco protoplanetário evoluído com uma grande divisão ainda sendo alimentado pela nuvem circundante por meio de grandes filamentos de acreção. Isto mostra que a acreção de material no disco protoplanetário continua por mais tempo do que se pensava anteriormente, afetando a evolução do futuro sistema planetário.
Uma equipa de astrónomos liderados pelo Dr. Felipe Alves do Centro para Estudos Astroquímicos do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre usou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para estudar o processo de acreção no objeto estelar [BHB2007] 1, um sistema localizado na ponta da Nuvem Molecular do Cachimbo. Os dados do ALMA revelam um disco de poeira e gás em torno da protoestrela e grandes filamentos de gás em torno deste disco. Os cientistas interpretam estes filamentos como "serpentinas" de acreção que alimentam o disco com material extraído da nuvem ambiente. O disco reprocessa o material acretado, entregando-o à protoestrela. A estrutura observada é muito invulgar para objetos estelares neste estágio de evolução - com uma idade estimada em 1.000.000 anos - quando os discos circunstelares já estão formados e amadurecidos para a formação planetária. "Ficámos surpreendidos ao observar filamentos de acreção tão proeminentes a cair no disco," disse Alves. "A atividade dos filamentos de acreção demonstra que o disco ainda está a crescer enquanto simultaneamente nutre a protoestrela."
A equipa também relata a presença de uma enorme lacuna dentro do disco. A divisão tem uma largura de 70 unidades astronómicas e abrange uma zona compacta de gás molecular quente. Além disso, dados suplementares em frequências rádio pelo VLA (Very Large Array) apontam para a existência de emissão não-térmica no mesmo local onde foi detetado o gás quente. Estas duas linhas de evidência indicam que um objeto subestelar - um jovem planeta gigante ou uma anã castanha - está presente na divisão. À medida que este companheiro acreta material do disco, aquece o gás e possivelmente fornece energia a fortes ventos ionizados e/ou jatos. A equipa estima que um objeto com uma massa entre 4 e 70 massas de Júpiter seja necessário para produzir a lacuna observada no disco.
"Apresentamos um novo caso de formação estelar e planetária a ocorrer em conjunto," afirma Paola Caselli, diretora do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre e líder do Centro para Estudos Astroquímicos. "As nossas observações indicam fortemente que os discos protoplanetários continuam a acumular material também após o início da formação planetária. Isto é importante porque o material fresco que cai no disco afetará tanto a composição química do futuro sistema planetário quanto a evolução dinâmica de todo o disco." Estas observações também impõem novas restrições temporais para a formação dos planetas e da evolução do disco, esclarecendo como sistemas estelares como o nosso são esculpidos a partir da nuvem original.
Duas observações diferentes do disco protoplanetário mostram assinaturas da formação de um companheiro da protoestrela. A escala cinza representa a emissão térmica da poeira do disco, tal como a inserção da imagem anterior. Os contornos vermelho e azul mostram os níveis do brilho molecular do CO do lado norte/sul da divisão de poeira observada com o ALMA. Esta localização coincide com uma zona de emissão não-térmica que traça gás ionizado (contornos verdes) observados com o VLA, observada em adição à protoestrela (centro da imagem). A equipa propõe que tanto o gás ionizado quando o gás molecular quente sejam devidos à presença de um protoplaneta ou anã castanha na lacuna. A configuração de tal sistema pode ser vista à direita.
Crédito: Instituto Max Planck para Física Extraterrestre; ilustração - Gabriel A. P. Franco
