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Alimentando uma estrela bebé com um "hamburger" de poeira


Jato e disco no sistema protoestelar HH 212: (a) Uma composição do jato em diferentes moléculas, produzido pela combinação de imagens do VLT (McCaughrean et al. 2002) e do ALMA (Lee et al. 2015). A imagem alaranjada do centro mostra o invólucro de poeira + disco em comprimentos de onda submilimétricos obtidos com o ALMA a uma resolução de 200 UA. (b) Uma ampliação do centro do disco de poeira a uma resolução de 8 UA. O asterisco marca a possível posição da protoestrela central. É visível uma banda escura no equador, fazendo com que o disco apareça como um "hamburger". Uma escala do tamanho do Sistema Solar é vista, para efeitos de comparação, no canto inferior direito da imagem. (c) Um modelo de disco de acreção que reproduz a emissão de poeira observada no disco.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al.


Uma equipa internacional de investigação, liderada por Chin-Fei Lee do ASIAA (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, em Taiwan), obteve uma nova imagem de alta fidelidade com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), avistando uma protoestrela (estrela bebé) a alimentar-se de um "hamburger" poeirento, um disco de acreção empoeirado. Esta nova imagem não só confirma a formação de um disco de acreção em redor de uma protoestrela muito jovem, mas também revela a estrutura vertical do disco, pela primeira vez na fase mais inicial da formação estelar. Não só representa um grande desafio para algumas teorias atuais da formação do disco como também, potencialmente, nos dá novas informações sobre os processos de crescimento dos grãos e de assentamento que são importantes para a formação dos planetas.

"É bastante espantoso ver uma estrutura tão detalhada de um disco de acreção muito jovem. Durante muitos anos, os astrônomos têm procurado discos de acreção na fase mais inicial da formação estelar, para determinar a sua estrutura, como são formados e como o processo de acreção ocorre. Agora, usando o ALMA no seu poder máximo de resolução, não só detectamos um disco de acreção como também o resolvemos, especialmente a sua estrutura vertical, em detalhe," comenta Chin-Fei Lee do ASIAA.

"Na fase inicial da formação estelar, existem dificuldades teóricas na produção de tal disco, porque os campos magnéticos podem retardar a rotação do material em colapso, impedindo com que se forme em redor de uma protoestrela muito jovem. Esta nova descoberta implica que o efeito retardador dos campos magnéticos, na formação do disco, pode não ser tão eficiente como pensávamos antes," afirma Zhi-Yun Li da Universidade da Virgínia, EUA.

HH 212 é um sistema protoestelar próximo, em Orion, a uma distância de cerca de 1300 anos-luz. A protoestrela central é muito jovem, com uma idade estimada em apenas mais ou menos 40.000 anos (cerca de 1 centésimo de milésimo da idade do nosso Sol) e uma massa que ronda 1/5 da do Sol. Alimenta um poderoso jato bipolar e, portanto, deve acumular material de forma eficiente. A investigação anterior, a uma resolução de 200 UA, só tinha encontrado um invólucro achatado espiralando para o centro e uma sugestão de um pequeno disco de poeira perto da protoestrela. Agora, com o ALMA e uma resolução de 8 UA, 25 vezes maior, não só detetaram como também resolveram espacialmente o disco poeirento no comprimento de onda submilimétrico.

O disco é visto quase de lado e tem um raio de aproximadamente 60 UA. Curiosamente, mostra uma proeminente banda escura equatorial ensanduichada entre duas características mais brilhantes, devido à relativamente baixa temperatura e à alta profundidade ótica perto do plano médio do disco. Pela primeira vez, esta faixa escura é vista em comprimentos de onda submilimétricos, produzindo um aspeto de um "hamburger" que lembra a imagem de luz dispersa de um disco visto de lado no visível e no infravermelho próximo. A estrutura da banda escura claramente implica que o disco é fulgurado, como esperado num modelo de discos de acreção.

As observações abrem uma excitante possibilidade de detetar e caracterizar diretamente discos pequenos em redor das protoestrelas mais jovens através de imagens de alta resolução com o ALMA, que fornecem fortes restrições sobre as teorias de formação de disco. As observações da estrutura vertical também podem fornecer informações-chave sobre os processos de crescimento de grãos e de assentamento que são importantes para a formação dos planetas na fase mais inicial.


Um modelo de disco de acreção que reproduz a emissão observada do disco. (a) O modelo de disco de acreção com a temperatura superficial do disco. (b) A imagem criada com base no modelo, muito parecida com a imagem observada do disco.

Crédito: Lee et al.
Ilustração mostra um disco de acreção alimentando uma protoestrela central e jatos que aí são produzidos.
Crédito: Yin-Chih Trai/ASIAA

FONTE: http://www.ccvalg.pt

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