PAR DE ESTRELAS BEBÉS MASSIVAS ENVOLTAS EM VAPOR DE ÁGUA 29 de outubro de 2020
Composição ALMA do binário protoestelar massivo IRAS 16547-4247. Diferentes cores mostram diferentes distribuições de partículas de poeira (amarelo), cianeto de metila (CH3CN, vermelho), sal (NaCl, verde) e vapor de água quente (H2O, azul). A poeira e o cianeto de metila estão distribuídos largamente em torno do binário, ao passo que o sal e o vapor de água concentram-se no disco em torno de cada protoestrela. Os jatos de uma protoestrela, visto como vários pontos na imagem, é visto a azul claro.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tanaka et al.
Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), os astrónomos avistaram um par de enormes estrelas bebés crescendo numa sopa cósmica salgada. Cada estrela está envolta por um disco gasoso, que inclui moléculas de cloreto de sódio, normalmente conhecido como sal de cozinha, e vapor de água aquecido. Ao analisar as emissões de rádio do sal e da água, a equipa descobriu que os discos estão a girar em sentido contrário. Esta é a segunda deteção de sal em torno de estrelas jovens massivas, assinalando que o sal é um excelente marcador para explorar as redondezas imediatas de estrelas bebés gigantes.
Existem estrelas de muitas massas diferentes no Universo. As mais pequenas têm apenas um-décimo da massa do Sol, enquanto as maiores têm dez vezes ou mais a massa do Sol. Independentemente da massa, todas as estrelas formam-se em nuvens cósmicas de gás e poeira. Os astrónomos têm estudado avidamente a origem das estrelas; no entanto, o processo de formação estelar massiva permanece velado. Isto porque os locais de formação de estrelas massivas estão localizados mais longe da Terra, e nuvens enormes cercam estrelas bebés massivas com estruturas complicadas. Estes dois factos impedem os astrónomos de obter uma visão clara de grandes estrelas jovens e dos seus locais de formação.
Uma equipa de astrónomos liderados por Kei Tanaka do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan) utilizou o poder do ALMA para investigar o ambiente onde estrelas massivas estão a formar-se. Observaram o jovem binário massivo IRAS 16547-4247. A equipa detetou emissões de rádio de uma ampla variedade de moléculas. Particularmente, cloreto de sódio (NaCl) e água quente (H2O) estão associados perto de cada estrela, isto é, o disco circunstelar. Por outro lado, outras moléculas como cianeto de metila (CH3CN), que os astrónomos observaram frequentemente em estudos anteriores de estrelas jovens massivas, foram detetadas mais longe, mas não traçam estruturas nas proximidades das estrelas.
"O cloreto de sódio é conhecido como simples sal de cozinha, mas não é uma molécula comum no Universo," diz Tanaka. "Esta foi apenas a segunda deteção de cloreto de sódio em torno de estrelas jovens massivas. O primeiro exemplo foi em torno de 'Orion KL Source I', mas essa é uma fonte tão peculiar que não tínhamos a certeza se o sal era adequado para ver discos de gás em torno de estrelas massivas. Os nossos resultados confirmaram que o sal é realmente um bom marcador. Como as estrelas bebés ganham massa por meio de discos, é importante estudar o movimento e as características dos discos para entender como as estrelas bebés crescem."
Uma investigação mais aprofundada dos discos mostra uma pista interessante para a origem do par. "Encontrámos um sinal tentador de que os discos estão a girar em direções opostas," explica Yichen Zhang, investigador do RIKEN. Se as estrelas nascem como gémeas num grande disco gasoso comum, os discos giram naturalmente na mesma direção. "A rotação contrária dos discos pode indicar que estas duas estrelas não são gémeas reais, mas um par de estranhas que se formaram em nuvens separadas e emparelhadas posteriormente." As estrelas massivas quase sempre têm algumas companheiras e, portanto, é fundamental investigar a origem dos sistemas binários massivos. A equipa espera que observações e análises adicionais forneçam informações mais confiáveis sobre os segredos do seu nascimento.
A presença de vapor de água aquecido e cloreto de sódio, libertados pela destruição de partículas de poeira, sugere uma natureza quente e dinâmica dos discos em torno de estrelas bebés massivas. Curiosamente, as investigações de meteoritos indicam que o disco do Sistema protossolar também sofreu altas temperaturas nas quais partículas de poeira evaporaram. Os astrónomos serão capazes de rastrear estas moléculas libertadas de partículas de poeira usando o VLA (Very Large Array) de próxima geração, atualmente em planeamento. A equipa prevê que pode até obter pistas para entender a origem do nosso Sistema Solar estudando discos quentes com cloreto de sódio e vapor de água quente.
As estrelas bebés IRAS 16547-4247 estão localizadas a 9500 anos-luz de distância, na direção da constelação de Escorpião. A massa total das estrelas está estimada em 25 vezes a massa do Sol, rodeadas por uma nuvem gigantesca com uma massa de 10.000 sóis.
Composição ALMA do binário protoestelar massivo IRAS 16547-4247. Diferentes cores mostram diferentes distribuições de partículas de poeira (amarelo), cianeto de metila (CH3CN, vermelho), sal (NaCl, verde) e vapor de água quente (H2O, azul). As inserções em baixo são ampliações de cada componente. A poeira e o cianeto de metila estão distribuídos largamente em torno do binário, ao passo que o sal e o vapor de água concentram-se no disco em torno de cada protoestrela. Na imagem maior, os jatos de uma protoestrela, visto como vários pontos na imagem, é visto a azul claro.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tanaka et al.
Impressão de artista do protobinário massivo IRAS 16547-4247. Um pequeno disco gasoso rodeia cada protoestrela, e estão embebidos num disco maior. Ambas as protoestrelas ejetam fluxos de gás, enquanto uma emana um jato colimado que colide com o gás em redor e cria manchas brilhantes ao longo do fluxo.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
