sábado, 29 de março de 2014

Discos de transição ao redor de estrelas jovens

Uma estrela normalmente nasce com um disco de gás e poeira ao seu redor, a parte remanescente em rotação de uma nuvem muito maior de material original.

imagem da nuvem escura em Lupus formando estrelas jovens

© ESO (imagem da nuvem escura em Lupus formando estrelas jovens)

À medida que a estrela começa a brilhar, planetas se desenvolvem a partir dos grãos de poeira no disco à medida que eles permanecem juntos e crescem. Embora a grande maioria de estrelas muito jovens mostrem evidências diretas desses discos circunestelares, em somente poucos casos esses discos têm sido imageados diretamente, ou estudados em detalhes, devido a vários fatores, como por exemplo, seus tamanhos reduzidos no céu (muito menores do que o borrão atmosférico das estrelas), e na maioria das situações eles são mais apagados do que suas estrelas progenitoras. A descoberta de exoplanetas ao redor de outras estrelas induz a aumentar a crença das ideias sobre os discos, e adiciona a necessidade para um melhor entendimento dos detalhes da formação do disco, sua estrutura e sua evolução.

Discos jovens são conhecidos por emitir nos comprimentos de onda do infravermelho, pois eles estão sendo aquecidos pela estrela a temperaturas acima da gelada poeira do ambiente interestelar. Os astrônomos usam as cores particulares da estrela e do sistema de disco para caracterizar as propriedades dos discos jovens. Depois de aproximadamente cinco milhões de anos, contudo, quase todas as estrelas perdem a evidência da poeira quente circunstelar, sugerindo que a maior parte dos discos (ou no mínimo ao redor de estrelas do tamanho do Sol) desapareceram nesse período de tempo: o material do disco tem acrescido em uma estrela ou convertido em planetas ou corpos de tamanho sub–planetários, ou até mesmo desaparecem pela evaporação ou pelos ventos. Os assim chamados discos de transição, preenchem o vazio entre os pontos da evolução dos discos: Eles ainda não tinham sido dispersados, mas embora eles estejam presentes emitem levemente no infravermelho, em temperaturas mais frias.

Os astrônomos do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) Sean Andrews e David Wilner, juntamente com uma grande equipe de colaboradores, usaram o Submillimeter Array (SMA) para pesquisar o disco de transição ao redor da Sz91, uma estrela jovem com cerca da metade da massa do Sol, localizada a aproximadamente 600 anos-luz de distância. A cor dessa emissão infravermelha é característica do disco de transição, e os cientistas queriam tentar usar as capacidades do SMA para obter uma imagem do disco que parece estar perto do fim de sua existência.

Eles tiveram sucesso. A equipe diretamente imageou o disco, e descobriu que ele se parece mais como um anel do que como um disco, com a poeira com um raio interno de 65 UA, e um disco externo com um raio de 170 UA, e o gás girando ao redor da estrela a 420 UA. A massa do disco é relativamente grande, aproximadamente a mesma massa de Júpiter. Foi notado que a emissão infravermelha também tem um componente quente, em torno de 180 kelvin, consistente com o que está vindo de um fino anel, dentro de um vazio do disco e somente a 2,3 UA da estrela, ou talvez de um planeta quente dentro desse vazio. Os resultados confirmam modelos prévios do objeto mas os estendem, e permitem que os astrônomos possam concluir que essa estrela provavelmente está num estágio em que ela está quase que completando a formação do planeta.

Um artigo intitulado "High-Resolution Submillimeter and Near-Infrared Studies of the Transition Disk Around Sz 91," Takashi Tsukagoshi et al., foi publicado no The Astrophysical Journal.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

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