Com o auxílio de imagens do Very Large Telescope (VLT) do ESO e do telescópio espacial Hubble da NASA/ESA, astrônomos descobriram estruturas nunca antes observadas em um disco de poeira que rodeia uma estrela próxima.
© ESO/NASA/ESA (ondas deslocando rapidamente no disco de poeira da estrela AU Microscopii)
Neste mosaico a linha de cima mostra uma imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble em 2010 do disco da estrela AU Microscopii, a linha central corresponde a uma imagem obtida pelo telescópio espacial Hubble em 2011 e a linha de baixo mostra dados do VLT/SPHERE de 2014. Os círculos pretos centrais tapam a luz brilhante da estrela central de modo a podermos observar o disco que é muito mais fraco. A posição da estrela está marcada esquematicamente. A barra de escala no alto da imagem indica, comparativamente, o diâmetro da órbita do planeta Netuno no Sistema Solar (60 UA). Note que o brilho das regiões mais exteriores do disco foi artificialmente aumentado para se poder observar a sua estrutura tênue.
As estruturas do tipo de ondas que se deslocam rapidamente no disco da estrela AU Microscopii não se parecem com nada que tenha sido observado, ou mesmo previsto, até hoje. A origem e natureza destas estruturas é um novo mistério que os astrônomos precisam desvendar.
A estrela próxima AU Microscopii, ou AU Mic, é jovem e encontra-se rodeada por um grande disco de poeira. A estrela AU Mic situa-se a apenas 32 anos-luz de distância da Terra. O disco contém essencialmente asteroides que colidiram tão violentamente que acabaram pulverizados. Estudos de discos de detritos como este fornecem pistas valiosas sobre como é que os planetas se formam a partir deles.
Os astrônomos têm estudado o disco de AU Mic no intuito de procurarem sinais de estruturas mais condensadas ou deformadas, já que tais estruturas podem indicar a localização de possíveis planetas. Em 2014 foram utilizadas as capacidades de imagem de alto contraste do instrumento SPHERE do ESO, recém instalado no VLT, tendo-se descoberto algo muito incomum.
“As nossas observações mostraram algo inesperado,” explica Anthony Boccaletti do Observatório de Paris, França, autor principal do artigo científico que descreve estes resultados. “As imagens do SPHERE mostram um conjunto de estruturas inexplicáveis no disco, em forma de arcos ou ondas, diferentes de tudo o que foi observado até hoje.”
Cinco arcos em forma de onda a diferentes distâncias da estrela aparecem nas novas imagens, fazendo lembrar pequenas ondas propagando-se numa poça d'água. Após ter descoberto estas estruturas nos dados do SPHERE, a equipe verificou imagens anteriores do disco obtidas com o telescópio espacial Hubble em 2010 e 2011 para ver se também aí apareceriam tais estruturas. Os dados foram recolhidos pelo instrumento Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) do Hubble. A equipe não só conseguiu identificar estas estruturas nas imagens mais antigas do Hubble, como também descobriu que estas variam com o tempo. Aparentemente estas ondas estão se deslocando muito rapidamente!
“Processamos as imagens dos dados Hubble e obtivemos informação suficiente para seguir o movimento destas estranhas estruturas durante um período de 4 anos,” explica o membro da equipe Christian Thalmann do ETH Zürich, na Suíça. “Descobrimos assim que os arcos se afastam da estrela a velocidades que vão até cerca de 40.000 km/hora!”
As estruturas parecem estar se movendo mais depressa e mais longe da estrela do que mais próximo dela. Pelo menos três delas estão se deslocando tão depressa que poderão escapar da atração gravitacional da estrela. Tais velocidades tão elevadas excluem a possibilidade de que estas sejam estruturas convencionais no disco causadas por objetos, tais como planetas, que perturbam o material do disco à medida que orbitam a estrela. Outro fenômeno qualquer deve estar envolvido para que as ondas sejam aceleradas e se desloquem tão depressa, o que significa que estas estruturas são um sinal de algo verdadeiramente incomum. O disco é observado de perfil, o que complica a interpretação da sua estrutura tridimensional.
“Tudo nesta descoberta é bastante surpreendente!” comenta a co-autora Carol Grady da Eureka Scientific, EUA. “E uma vez que nunca foi observado nada do gênero, e nem sequer previsto pela teoria, podemos apenas tecer conjecturas sobre o que estamos vendo e como é que poderá ter se formado.”
A equipe não pode dizer com toda a certeza o que teria causado estas ondas misteriosas em torno da estrela. No entanto, já considerou uma série de fenômenos que foram rejeitados como explicação possível, incluindo a colisão de dois objetos raros e massivos do tipo de asteroides que libertariam enormes quantidades de poeira, e ondas em espiral com origem em instabilidades na gravidade do sistema.
No entanto, consideraram também outras ideias que parecem mais promissoras.
“Uma explicação possível para estas estranhas estruturas tem a ver com as erupções da estrela. A AU Mic é uma estrela com uma alta atividade de erupções, lançando frequentemente enormes quantidades de energia da sua superfície ou perto dela,” explica o co-autor Glenn Schneider do Steward Observatory, EUA. “Uma destas erupções poderia ter dado origem a algum fenômeno num dos planetas, se houver planetas, como um violento arrancar de matéria que poderia agora estar se propagando ao longo do disco, impulsionada pela força da erupção.”
“É muito satisfatório que o SPHERE se tenha revelado extremamente capaz de estudar discos como este no seu primeiro ano de operações,” acrescenta Jean-Luc Beuzit, co-autor do novo estudo e que liderou também o desenvolvimento do SPHERE.
A equipe planeja continuar observando o sistema AU Mic com o SPHERE e outras infraestruturas, incluindo o ALMA, no intuito de tentar compreender o que se está se passando. Mas por agora, estas curiosas estruturas permanecem um mistério por resolver.
Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Fast-Moving Structures in the Debris Disk Around AU Microscopii” que será publicado amanhã na revista Nature.
Fonte: ESO
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