ALMA descobre estrela dupla com estranhos discos protoplanetários
Esta impressão artística mostra um notável par de discos de gás muito
desalinhados situados em torno de ambas as estrelas jovens do sistema binário HK
Tauri. Observações deste sistema obtidas com o ALMA deram-nos a melhor imagem de
sempre de discos protoplanetários numa estrela dupla. Os novos resultados
demonstram uma possível maneira de explicar por que é que tantos exoplanetas -
contrariamente aos planetas do Sistema Solar - apresentam estranhas órbitas
excêntricas ou inclinadas.Créditos:
R. Hurt (NASA/JPL-Caltech/IPAC).
Os astrónomos descobriram, com o auxílio do
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um par de discos de gás
muito desalinhados a formar planetas em torno de ambas as estrelas jovens do
sistema binário HK Tauri. Estas novas observações ALMA deram-nos a imagem mais
nítida de sempre de discos protoplanetários numa estrela dupla. Este novo
resultado ajuda também a explicar por que é que tantos exoplanetas -
contrariamente aos planetas do Sistema Solar - têm estranhas órbitas excêntricas
ou inclinadas. Os resultados saem na revista Nature a 31 de julho de 2014. Contrariamente ao nosso Sol solitário, a maioria das estrelas formam-se em
pares - duas estrelas que orbitam em torno uma da outra. As estrelas binárias
são muito comuns, mas colocam-nos uma série de questões, incluindo como e onde é
que os planetas se formam nestes meios tão complexos.
“O ALMA
forneceu-nos a melhor imagem obtida até agora de um sistema binário com discos
protoplanetários - e descobrimos que os discos estão mutuamente desalinhados!”
disse Eric Jensen, astrónomo no Swarthmore College, Pennsylvania, EUA. As
duas estrelas do sistema HK Tauri, que se
localizam a cerca de 4500 anos-luz de distância da Terra na constelação do Touro, têm menos de cinco milhões
de anos de idade e estão separadas de cerca de 58 mil milhões de quilómetros - o
que corresponde a 13 vezes a distância entre Neptuno e o Sol.
A estrela
mais ténue, HK Tauri B, encontra-se rodeada por um disco
protoplanetário visto de lado, que bloqueia a luz emitida pela estrela. Uma
vez que a radiação estelar se encontra bloqueada, os astrónomos podem facilmente
obter uma boa imagem do disco observando na luz visível ou nos
comprimentos de onda do infravermelho próximo. A estrela companheira, HK
Tauri A, também possui um disco, mas neste caso, o disco não bloqueia a radiação
estelar. Consequentemente, o disco não pode ser observado na luz visível já que
o seu brilho ténue desaparece no brilho intenso da estrela. No entanto, o disco
brilha intensamente nos comprimentos de onda do milímetro, os quais são
facilmente detectados pelo ALMA. Com o auxílio do ALMA, a equipe conseguiu não apenas observar o disco em torno
da HK Tauri A, mas pôde também, e pela primeira vez, medir a sua rotação.
Esta
imagem permitiu aos astrónomos calcular que os dois discos estão desalinhados
de, pelo menos, 60 graus. Ao seja, ao invés de estarem no mesmo plano das
órbitas das duas estrelas, pelo menos um dos discos encontra-se desalinhado de
modo significativo. Este desalinhamento bastante claro deu-nos uma visão
interessante deste sistema binário jovem,” disse Rachel Akeson do Exoplanet
Science Institute da NASA, no California Institute of Technology, EUA.
“ Embora
existam observações anteriores que indicam que este tipo de sistemas
desalinhados existem, as novas observações ALMA do HK Tauri mostram de forma
muito mais clara o que realmente se passa num destes sistemas”. As
estrelas e planetas formam-se a partir de vastas nuvens de gás e poeira. À
medida que o material nestas nuvens se contrai sob o efeito da gravidade, a
nuvem começa a rodar até que a maioria do gás e da poeira se encontra num disco
protoplanetário aplanado que gira em torno da protoestrela central em
formação. No entanto, no caso de sistemas binários como o HK Tauri, este
processo é muito mais complexo. Quando as órbitas das estrelas e dos discos
protoplanetários não se encontram aproximadamente no mesmo plano, qualquer
planeta que se forme acabará em órbitas altamente excêntricas e inclinadas.
Os nossos resultados mostram que existem as condições
necessárias para modificar as órbitas planetárias e que estas condições estão
presentes no momento da formação do planeta, aparentemente devido ao processo de
formação de um sistema binário de estrelas,” disse Jensen. “Não podemos pôr de
parte outras teorias, mas podemos certamente dizer que uma segunda estrela
resolve esta questão.” Uma vez que o ALMA pode observar os discos
protoplanetários de gás e poeira, invisíveis de outro modo, o telescópio deu-nos
a oportunidade de ver este sistema binário jovem como nunca tinha sido possível
até agora.
“Uma vez que estamos a observar as fases iniciais de formação com os
discos protoplanetários ainda existentes, podemos ver melhor como a matéria se
orienta,” explica Akeson. Num futuro próximo, os investigadores pretendem
determinar se este tipo de sistemas é ou não típico. A equipa está consciente
que este é um caso individual notável, no entanto são necessários rastreios
adicionais para determinar se este tipo de desalinhamento é comum na nossa
galáxia, a Via Láctea. Jensen conclui: “Apesar deste mecanismo ser um
enorme passo em frente, não consegue no entanto explicar todas as estranhas
órbitas dos planetas extrasolares - pelo simples facto de não existirem
companheiras binárias suficientes para que esta seja uma resposta única. Por
isso, temos ainda mistérios interessantes por resolver!”
Fonte: ESO
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