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ALMA revela a estrutura de um sistema protoestelar de baixa massa


Distribuições de intensidade integradas de CCH e SO, duas moléculas importantes, sobrepostas no mapa de poeira de 0,8 mm. O IRE traçado pelo CCH é dilatado para dentro num raio de 150 UA.
Crédito: N. Sakai, ALMA, ESO

Uma equipe de astrónomos usou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar o sistema, quase de lado, da protoestrela de baixa massa L1527. Esta protoestrela encontra-se numa região de formação estelar da nuvem molecular de Touro, a cerca de 450 anos-luz de distância, e tem um disco protoplanetário giratório que, da perspetiva da Terra, é visto quase de lado, embebido num grande invólucro de moléculas e poeira. O ALMA permitiu com que os investigadores resolvessem, pela primeira vez, a estrutura deste jovem sistema estelar.

Um dos grandes enigmas da astrofísica é o de como estrelas parecidas com o Sol conseguem formar-se a partir do colapso de nuvens moleculares em regiões de formação estelar no Universo. O enigma é conhecido, tecnicamente, como "problema do momento angular na formação estelar". Essencialmente, o problema é que o gás na nuvem formadora de estrelas tem alguma rotação, o que dá a cada elemento do gás um determinado momento angular. À medida que colapsam para dentro, eventualmente chegam a um estado em que a força gravitacional da estrela bebé é equilibrada pela força centrífuga, de modo que a partir de um certo raio deixam de se dirigir para o interior, a não ser que possam libertar parte desse momento angular. Este ponto é conhecido como barreira centrífuga.

Agora, usando medições obtidas pelas antenas de rádio do ALMA, um grupo liderado por Nami Sakai do Laboratório RIKEN de Formação Estelar e Planetária encontrou pistas de como o gás na nuvem pode encontrar o caminho até à superfície da estrela em formação. Para entender melhor o processo, Sakai e o seu grupo voltaram-se para o observatório ALMA, uma rede de 55 antenas de rádio localizadas no alto do deserto de Atacama, no norte do Chile. As antenas estão ligadas numa configuração cuidadosamente coreografada para que possam fornecer imagens de emissões de rádio de regiões protoestelares no céu.

Anteriormente, Sakai tinha descoberto, a partir de observações de moléculas em torno da mesma protoestrela, que, ao contrário da hipótese mais aceite, a transição do invólucro até ao disco interior - que mais tarde forma planetas - não era simples, mas muito complexa. "Ao analisarmos os dados observacionais," comenta Sakai, "percebemos que a região perto da barreira centrífuga - onde as partículas já não podem cair para o interior - é bastante complexa, e percebemos que a análise dos movimentos nesta zona de transição pode ser crucial para a compreensão de como o invólucro colapsa."

As novas observações mostram uma dilatação do invólucro na zona de transição entre o disco interno e o invólucro exterior. Sakai compara-o com um "engarrafamento na região mesmo para lá da barreira centrífuga, onde o gás aquece como resultado de uma onda de choque." E acrescenta que "ficou claro, graças às observações, que uma parte significativa do momento angular é perdido pelo gás que é moldado na direção vertical a partir do disco protoplanetário achatado que se formou ao redor da protoestrela."

Este comportamento está de acordo com simulações computacionais que o grupo havia feito usando um modelo puramente balístico, onde as partículas se comportam como simples projéteis que não precisam de ser influenciadas por forças magnéticas ou outras.

Sakai planeia continuar a usar observações do poderoso ALMA "para refinar ainda mais a compreensão da dinâmica da formação estelar e para explicar completamente como é que a matéria colapsa sobre a estrela em formação. Este trabalho também pode ajudar a entender melhor a evolução do nosso próprio Sistema Solar."


Ilustração de L1527.
Crédito: N. Sakai, ALMA, ESO

FONTE: http://www.ccvalg.pt

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