Impressão artística do sistema protoestelar L1527. Créditos: N. Sakai, ALMA, ESO
Uma equipa de astrônomos usou a rede de radiotelescópios ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) do ESO para observar o sistema perfilado da protoestrela de baixa massa L1527 (IRAS 04368+2557). Esta protoestrela encontra-se em uma região de formação estelar na nuvem molecular de Touro, a cerca de 450 anos-luz de distância. L1527 tem um disco protoplanetário giratório o qual é visto quase de lado da perspectiva da Terra, embebido num grande invólucro de moléculas e poeira. O ALMA permitiu que os investigadores resolvessem de forma inédita a estrutura deste jovem sistema estelar.
Um dos grandes enigmas da astrofísica é elucidar como estrelas similares ao Sol conseguem se formar a partir do colapso de nuvens moleculares em regiões de formação estelar no Universo. O enigma é conhecido como “problema do momento angular na formação estelar”. O problema consiste no seguinte: 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 os elementos colapsam para dentro, eventualmente chegam a um estado em que a força gravitacional da estrela recém-nascida 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 liberar parte desse momento angular. Este ponto é conhecido como ‘barreira centrífuga’.
Agora, usando medições fornecidas pela rede de radiotelescópios do ESO, ALMA, um grupo liderado por Nami Sakai do Laboratório RIKEN de Formação Estelar e Planetária encontrou evidências de como o gás na nuvem pode encontrar o caminho até à superfície da estrela em formação. Para entender melhor o processo, Nami Sakai e o seu grupo se valeram do poderoso observatório ALMA, uma rede de 66 antenas de rádio localizadas no alto do deserto de Atacama, no platô de Chajnantor, norte do Chile. As antenas do complexo do ALMA trabalham em grupo, estando ligadas em uma configuração cuidadosamente coreografada para que possam fornecer imagens de emissões de rádio de regiões protoestelares no céu.
Previamente, Nami Sakai havia encontrado, a partir de observações de moléculas em torno de L1527 que, ao contrário da hipótese comumente aceita, a transição do invólucro até ao disco interior (que mais tarde forma planetas) não era simples, mas muito complexa.
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 está dilatado para dentro em um raio de cerca de 150 UA. Créditos: Nami Sakai, ALMA, ESO
Nami Sakai explicou:
Ao analisarmos os dados observacionais percebemos que a região perto da ‘barreira centrífuga’, onde as partículas já não podem cair para o interior, é bastante complexa. Nós 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 um alargamento do invólucro na zona de transição entre o disco interno e o invólucro exterior. Nami Sakai o compara com um:
engarrafamento na região mesmo além da barreira centrífuga, onde o gás se aquece como resultado de uma onda de choque. Ficou claro, graças às observações, que uma parte significativa do momento angular é perdida pelo gás que é moldado na direção vertical a partir do disco protoplanetário achatado que se formou ao redor da protoestrela.
Este comportamento está em conformidade com simulações computacionais que o grupo havia executado usando um modelo balístico, onde as partículas se comportam como simples projéteis que não precisam de ser influenciadas por forças magnéticas e outras forças.
Nami Sakai planeja continuar a usar observações do poderoso complexo do ALMA e declarou:
Usaremos o 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.
Fonte
ALMA: ALMA Reveals the Structure of a Low-Mass Protostar System
Artigo Científico
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