Disco em redor de estrela jovem está Polvilhado com sal

Impressão de artista de Orion Source I, uma jovem estrela massiva a cerca de 1500 anos-luz. Novas observações do ALMA detetaram um anel de sal - cloreto de sódio, o comum sal de mesa - em redor de estrela. Esta é a primeira deteção de sais de qualquer tipo associada a uma estrela jovem. A região azul (a cerca de 1/3 do percurso até ao exterior, partindo do centro do disco) representa a região onde o ALMA detetou o "brilho" no comprimento de onda milimétrico dos sais.Crédito: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

Uma equipe de astrónomos e químicos, com recurso ao ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), detetou as "impressões digitais" químicas de cloreto de sódio (NaCl) e outros elementos salgados semelhantes emanados do disco empoeirado que rodeia Orion Source I, uma jovem estrela massiva situada numa nuvem de poeira por trás da Nebulosa de Orionte.

"É incrível termos conseguido ver estas moléculas," comenta Adam Ginsburg, membro do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Socorro, no estado norte-americano do Novo México, autor principal de um artigo aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal. "Como só tínhamos visto estes elementos nas camadas externas de estrelas moribundas, não sabemos totalmente o que significa a nossa nova descoberta. A natureza da deteção, no entanto, mostra que o ambiente em torno desta estrela é muito invulgar."

Para detetar moléculas no espaço, os astrónomos usam radiotelescópios para procurar as suas assinaturas químicas - picos reveladores nos espectros de rádio e em comprimentos de onda milimétricos. Os átomos e as moléculas emitem estes sinais de várias manerias, dependendo da temperatura dos seus ambientes.

As novas observações do ALMA contêm uma série de assinaturas espectrais - ou transições, como os astrónomos chamam - das mesmas moléculas. Para criar "impressões digitais" tão fortes e variadas, as diferenças de temperatura onde as moléculas residem devem ser extremas, variando de mais ou menos -175º C para 3700º C. Um estudo aprofundado destes picos espectrais pode fornecer informações detalhadas sobre o modo como a estrela está a aquecer o disco, o que também seria uma medida útil da luminosidade da estrela.

Imagem ALMA do disco salgado em redor da jovem estrela massiva Orion Source I (anel azul). É visto em relação à Nuvem Molecular I de Orionte, uma região de nascimento estelar explosivo. A imagem de fundo, no infravermelho próximo, foi obtida com o Observatório Gemini.Crédito: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); NRAO/AUI/NSF; Observatório Gemini/AURA

"Quando olhamos para as informações fornecidas pelo ALMA, vemos cerca de 60 transições diferentes - ou impressões digitais únicas - de moléculas como o cloreto de sódio e cloreto de potássio vindas do disco. Isso é impressionante e empolgante," disse Brett McGuire, químico do NRAO em Charlottesville, Virginia, EUA, coautor do artigo. Os cientistas especulam que estes sais vêm de grãos de poeira que colidiram e derramaram os seus conteúdos no disco circundante. As suas observações confirmam que as regiões salgadas traçam a localização do disco circunstelar.

"Normalmente, quando estudamos as protoestrelas desta maneira, os sinais do disco e o fluxo da estrela confundem-se, dificultando a distinção entre um e o outro," comentou Ginsburg. "Como agora podemos isolar apenas o disco, podemos aprender como se está a mover e quanta massa contém. Também nos pode dizer coisas novas sobre a estrela. A deteção de sinais em torno de uma estrela jovem também é de interesse para os astrónomos e astroquímicos porque alguns dos átomos constituintes dos sais são metais - sódio e potássio. 

Isto sugere que podem existir outras moléculas contendo metais neste ambiente. Se assim for, pode ser possível usar observações semelhantes para medir a quantidade de metais em regiões de formação estelar. "Este tipo de estudo não está disponível para nós atualmente. Os elementos metálicos flutuantes são geralmente invisíveis para a radioastronomia," realçou McGuire.

As assinaturas salgadas foram encontradas a 30-60 UA (UA significa Unidade Astronómica, a distância média entre a Terra e o Sol) das estrelas hospedeiras. Com base nas suas observações, os astrónomos inferem que podem haver até mil triliões (10^21) de quilogramas de sal nessa região, o equivalente à massa total dos oceanos da Terra. O nosso próximo passo nesta investigação é procurar sais e moléculas metálicas noutras regiões. Isto ajudar-nos-á a compreender se estas 'impressões digitais' químicas são uma ferramenta poderosa no estudo de uma ampla gama de discos protoplanetários, ou se esta deteção é exclusiva desta fonte," disse Ginsburg. 

"Olhando para o futuro, o ngVLA (Next Generation Very Large Array) terá a combinação certa de sensibilidade e cobertura de comprimento de onda para estudar estas moléculas e talvez usá-las como rastreadores para discos de formação planetária.

Orion Source I está a ser formada na Nuvem Molecular I de Orionte, uma região de nascimento estelar explosivo previamente observada com o ALMA. "Esta estrela foi expelida da sua nuvem natal a uma velocidade de mais ou menos 10 km/s há cerca de 550 anos," disse John Bally, astrónomo da Universidade do Colorado e coautor do artigo. 

"É possível que grãos sólidos de sal tenham sido vaporizados por ondas de choque à medida que a estrela e o seu disco foram abruptamente acelerados por um encontro próximo ou por uma colisão com outra estrela. Resta saber se o vapor de sal está presente em todos os discos que rodeiam as protoestrelas massivas, ou se esse vapor assinala eventos violentos como o que observámos com o ALMA."

Fonte: Astronomia OnLine