São gêmeos! Astrônomos descobrem discos paralelos e jatos em erupção de um par de estrelas jovens

Telescópios do Observatório Nacional de Radioastronomia da Fundação Nacional de Ciência dos EUA e do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA descobrem dupla dinâmica 

Esta ilustração mostra duas estrelas jovens perto do fim da sua formação. À volta das estrelas há discos de gás e poeira remanescentes, a partir dos quais se podem formar planetas. Jatos de gás irrompem dos polos norte e sul das estrelas. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian 

A maior parte do Universo é invisível ao olho humano. Os blocos de construção das estrelas só são revelados em comprimentos de onda que estão fora do espectro visível. Os astrónomos utilizaram recentemente dois telescópios muito diferentes e muito poderosos para descobrir discos gémeos – e jatos gémeos paralelos – em erupção de estrelas jovens num sistema estelar múltiplo. Esta descoberta foi inesperada e sem precedentes, dada a idade, tamanho e composição química das estrelas, discos e jatos. A sua localização numa parte conhecida e bem estudada do Universo aumenta a emoção.

Observações do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) do Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) da Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF) e do Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do Telescópio Espacial James Webb da NASA (JWST) foram combinadas para esta pesquisa.

O ALMA e o MIRI do JWST observam partes muito diferentes do espectro eletromagnético. Usá-los juntos permitiu aos astrônomos descobrir esses gêmeos, escondidos em comprimentos de onda de rádio e infravermelho no sistema estelar WL20, localizado no próximo complexo de nuvens moleculares rho Ophiuchi, a mais de 400 anos-luz de distância do Sistema Solar da Terra.

Os astrónomos não acreditaram na sua sorte quando as observações em múltiplos comprimentos de onda de rádio e infravermelho do ALMA e do JWST revelaram discos e jatos gémeos irrompendo de um par de jovens estrelas binárias no sistema múltiplo WL20. Crédito: NSF dos EUA/NSF do NRAO/B. Saxton; NASA/JPL-Caltech/Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian

“O que descobrimos foi absolutamente selvagem”, afirma a astrônoma Mary Barsony. “Já sabemos sobre o sistema estelar WL20 há muito tempo. Mas o que nos chamou a atenção é que uma das estrelas do sistema parecia muito mais jovem que as demais. Usando o MIRI e o ALMA juntos, vimos que esta UMA estrela eram DUAS estrelas uma ao lado da outra. Cada uma dessas estrelas estava cercada por um disco, e cada disco emitia jatos paralelos um ao outro.”

O ALMA localizou os discos, enquanto o MIRI encontrou os jatos. O co-autor Valentin JM Le Gouellec da NASA-ARC recuperou e reduziu dados de arquivo do ALMA para revelar a composição dos discos, enquanto Lukasz Tychoniec do Observatório de Leiden forneceu imagens de alta resolução, revelando o tamanho massivo dos discos, aproximadamente 100 vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Outro coautor, Martijn L. van Gelder, forneceu recursos para processar os dados coletados pelo MIRI, revelando a composição química dos jatos. Barsony acrescenta: “Então, se não fosse pelo MIRI, nem saberíamos que esses jatos existiam, o que é incrível”. As observações de alta resolução dos discos que rodeiam as duas estrelas recentemente observadas pelo ALMA revelaram a estrutura dos discos, como explica Barsony:“

Alguém que olhasse para estes dados do ALMA sem saber que existiam jactos gémeos pensaria, oh, é uma grande borda no disco com um centro buraco, em vez de duas bordas em discos e dois jatos. Isso é bastante notável.

Estas formas com cores vivas representam dados astronómicos recolhidos pelo telescópio ALMA e pelo JWST da NASA. À esquerda, uma composição sobrepõe dados do ALMA e do JWST, revelando os discos e os jatos paralelos emitidos pelo par de estrelas binárias em WL20. A decomposição dos dados separados do ALMA e do JWST, representando várias composições químicas, pode ser vista à direita. Crédito: NSF dos EUA/NSF do NRAO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/JPL/JWST/B. Saxton.

Outra coisa notável sobre esta descoberta é que ela pode nunca ter tido a oportunidade de acontecer. Explica o cientista do JPL Michael Ressler: “Muitas das pesquisas sobre protoestrelas binárias concentram-se em algumas regiões próximas de formação de estrelas. Recebi algum tempo de observação no JWST e optei por dividi-lo em alguns pequenos projetos.

Para um projeto, decidi estudar binários na região de formação estelar de Perseu. No entanto, estive estudando o WL20, que fica na região rho Ophiuchus, quase na parte oposta do céu, por quase 30 anos, e pensei: 'por que não entrar furtivamente? Nunca terei outra chance, mesmo que não combine com as outras. Tivemos um acidente muito feliz com o que descobrimos e os resultados são impressionantes.”

Ao combinar dados de múltiplos comprimentos de onda do ALMA e do JWST, estas novas descobertas lançam luz sobre os processos complexos envolvidos na formação de múltiplos sistemas estelares. Os astrónomos planeiam utilizar as futuras capacidades melhoradas do ALMA, como a Atualização de Sensibilidade de Banda Larga, para continuar a desvendar os mistérios que rodeiam o nascimento de estrelas e sistemas planetários.

Fonte: public.nrao.edu