Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), pesquisadores conseguiram executar, pela primeira vez e com recurso à polarização de ondas de rádio, uma medição do tamanho preciso de partículas pequenas de poeira em torno de uma estrela jovem.
© NAOJ (ilustração de um anel de poeira ao redor de estrela jovem)
A alta sensibilidade do ALMA para a detecção de ondas de rádio polarizadas possibilitou este importante passo no rastreamento da formação de planetas ao redor de estrelas jovens.
Os astrônomos pensam que os planetas são formados a partir de gás e partículas de poeira, embora os detalhes do processo ainda não sejam bem conhecidos. Um dos principais enigmas é como partículas de poeira, tão pequenas quanto 1 micrõmetro, se agregam para formar um planeta rochoso com um diâmetro de 10 mil quilômetros. A dificuldade em medir o tamanho das partículas de poeira tem impedido rastrear o processo de crescimento da poeira.
Akimasa Kataoka, pesquisador da Universidade de Heidelberg e do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), abordou este problema. Ele e os seus colaboradores previram teoricamente que, em torno de uma estrela jovem, as ondas de rádio espalhadas pelas partículas de poeira devem ter características únicas de polarização. Ele também notou que a intensidade das emissões polarizadas permite-nos estimar o tamanho das partículas de poeira muito mais eficazmente do que outros métodos.
Para testar a sua previsão, a equipe liderada por Kataoka observou a jovem estrela HD 142527 com o ALMA e descobriu, pela primeira vez, o padrão único de polarização no disco de poeira ao redor da estrela. Como previsto, a polarização tem uma direção radial na maior parte do disco, mas na sua extremidade, a direção torna-se perpendicular à direção radial.
Comparando a intensidade observada das emissões polarizadas com a previsão teórica, determinaram que o tamanho das partículas de poeira é no máximo de 150 micrômetros. Esta é a primeira estimativa do tamanho da poeira com base na polarização. Surpreendentemente, este tamanho estimado é mais de 10 vezes inferior ao que se pensava anteriormente.
"Nos estudos anteriores, os astrônomos estimaram o tamanho baseado em emissões de rádio assumindo partículas esféricas de poeira," explica Kataoka. "No nosso estudo, observamos as ondas de rádio dispersas através de polarização, que transportam informações independentes da emissão térmica de poeira. Esta grande diferença no tamanho estimado das partículas de poeira implica que a suposição anterior pode estar errada."
A ideia da equipe para resolver esta inconsistência é considerar partículas leves e de forma complexa, não poeira esférica simples. De uma perspetiva macroscópica, estas partículas são de fato grandes mas, de uma perspetiva microscópica, cada pequena parte de uma grande partícula de poeira dispersa ondas de rádio e produz características de polarização únicas. Para o estudo presente, os astrônomos obtiveram estas características "microscópicas" através de observações da polarização. Esta ideia pode conduzir na reconsideração da interpretação anterior dos dados observacionais.
"A fração de polarização das ondas de rádio do disco de poeira em torno da HD 142527 é de apenas alguns por cento. Graças à elevada sensibilidade do ALMA, foi detectado um sinal minúsculo com que fornece informações sobre o tamanho e forma das partículas de poeira," comenta Kataoka. "Este é o primeiro passo na análise da evolução da poeira com polarimetria e acredito que o progresso futuro será repleto de emoção."
Fonte: National Astronomical Observatory of Japan
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