Uma equipa de astrónomos recorreu ao ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e captou um enorme fluxo de gás - com 0,2 anos-luz de comprimento - a alimentar o jovem sistema estelar triplo GW Orionis. Estas novas observações fornecem a evidência mais clara até à data de como essas "correntes" podem inclinar e torcer os discos onde os planetas nascem.

As estrelas triplas e os discos inclinados de GW Orionis

Estas novas observações do ALMA centram-se em GW Orionis, um sistema muito jovem localizado a cerca de 1300 anos-luz de distância, na constelação de Oríon, que alberga três estrelas rodeadas por múltiplos anéis de material de formação planetária. Os anéis deste sistema são famosos por estarem inclinados em ângulos diferentes, em vez de se situarem num único plano, tornando GW Orionis um laboratório natural para estudar a formação de arquiteturas planetárias invulgares.

Uma equipa liderada por Maria Galloway-Sprietsma, doutoranda na Universidade da Flórida, mediu a forma como o fluxo se move e comparou o seu movimento - conhecido como momento angular - com as orientações dos anéis do sistema. Descobriram que a trajetória do fluxo alinha-se estreitamente com o anel exterior de poeira, mas está fortemente desalinhada em relação ao anel interior, apontando para uma provável relação de causa e efeito entre o material em queda e o estado inclinado do anel exterior.

"Estudos anteriores de GW Orionis revelaram que os anéis interno, intermédio e externo do sistema estão desalinhados, com cada anel inclinado num ângulo diferente. Quando a nossa equipa modelou a queda deste fluxo, descobrimos que o ângulo em que este colide com o disco está estreitamente alinhado com o anel exterior", explica Galloway-Sprietsma.

Durante décadas, os diagramas dos manuais académicos mostraram sistemas planetários jovens a formar-se tranquilamente a partir de discos planos e ordenados de gás e poeira. Este novo resultado do ALMA apoia uma visão mais dinâmica, na qual fluxos "grumosos" e turbulentos provenientes do ambiente circundante podem remodelar os discos numa fase tardia da sua evolução e, potencialmente, colocar os planetas em órbitas inclinadas ou mesmo opostas ao sentido de rotação da sua estrela hospedeira.

As capacidades do ALMA revelaram-se a melhor ferramenta para a investigação

"Nada disto teria sido possível sem o ALMA. O ALMA oferece a mais alta resolução disponível para estes comprimentos de onda. Os dados de arquivo permitiram aos astrónomos observar estes anéis de poeira de alta resolução para modelar os seus desalinhamentos relativos e, agora, as nossas observações utilizam os três conjuntos de antenas do ALMA - as de 12 metros, as de 7 metros e as Total Power - para fazer "zoom out" e ver a extensão total do fluxo; por isso, na verdade, as observações com o ALMA têm vindo a ser compiladas ano após ano", afirma Galloway-Sprietsma.

As capacidades únicas do ALMA permitiram a Galloway-Sprietsma e à sua equipa aprofundar a análise dos dados. "Dado que o ALMA é um instrumento tão sensível, conseguimos estudar a cinemática do fluxo com os dados das linhas moleculares", acrescenta Galloway-Sprietsma. Ao observar as linhas moleculares de 12CO e 13CO com o ALMA, Galloway-Sprietsma e a sua equipa descobriram que o momento angular total do fluxo é muito inferior ao do disco de GW Orionis. Isto significa que a dinâmica deste sistema representa provavelmente as fases finais deste fenómeno de queda. "O momento angular estimado do fluxo é inferior ao do disco exterior, o que significa que o fluxo não deverá desalinhar significativamente o disco nem para além dele. No passado, provavelmente tinha um momento angular maior, o que permitiu que o disco ficasse desalinhado", salienta Jaehan Bae, professor assistente de Astronomia na Universidade da Flórida, coautor da investigação e orientador de doutoramento de Galloway-Sprietsma.

Investigação futura de GW Orionis

Os astrónomos esperam estudar mais sistemas jovens com fluxos para verificar quão comum é este mecanismo e se ele pode explicar outras características intrigantes de sistemas de exoplanetas conhecidos, tais como inclinações orbitais extremas e assinaturas químicas invulgares. Futuras observações do ALMA de GW Orionis irão procurar moléculas que indiquem a presença de choques, incluindo espécies que contêm enxofre, para identificar exatamente onde o fluxo colide com o disco e como esse impacto altera a matéria-prima para a formação de planetas.

// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astronomical Journal)

Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
05/10/2021 - Investigadores podem ter descoberto o primeiro planeta a orbitar três estrelas
08/09/2020 - Novas observações mostram disco de formação planetária desfeito pelas suas estrelas três estrelas centrais

GW Orionis:
Simbad
Wikipedia

Discos protoplanetários:
Wikipedia

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array):
Página principal
ALMA (NRAO)
ALMA (ESO)