Há já quase um século que os astrônomos investigam a curiosa variabilidade de jovens estrelas que residem na região de Touro-Cocheiro a cerca de 450 anos-luz da Terra.
© NASA/CXC/M. Weiss (ilustração da destruição de um planeta jovem por sua estrela)
Uma estrela em particular chamou a atenção dos cientistas. A cada poucas décadas, a luz da estrela diminui brevemente antes de aumentar novamente.
Nos últimos anos, foi observado a estrela diminuindo de brilho com mais frequência, e por períodos mais longos, levantando a questão: o que é que obscurece repetidamente a estrela? A resposta, pode evidenciar alguns dos processos caóticos que ocorrem no início do desenvolvimento de uma estrela.
Agora, físicos do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e de outras instituições observaram a estrela, de nome RW Aur A, com o observatório de raios X Chandra da NASA. Eles encontraram evidências do que pode ter provocado o seu mais recente evento de escurecimento: uma colisão entre dois corpos planetários jovens, que produziu no seu rescaldo uma densa nuvem de gás e poeira. Quando estes destroços planetários caíram na estrela, formaram um véu espesso, obscurecendo temporariamente a luz da estrela.
Os anteriores eventos de escurecimento da estrela podem ter sido provocados por colisões similares, quer seja entre dois corpos planetários, quer seja entre remanescentes maiores de colisões passadas que se encontraram de frente e depois se separaram novamente.
Os cientistas que estudam o desenvolvimento inicial de estrelas frequentemente observam as Nuvens Escuras de Touro-Cocheiro, uma concentração de nuvens moleculares nas constelações de Touro e Cocheiro que abrigam berçários estelares com milhares de estrelas jovens. As estrelas jovens formam-se a partir do colapso gravitacional de gás e poeira no interior destas nuvens. As estrelas muito jovens, ao contrário do nosso Sol comparativamente maduro, ainda estão rodeadas por um disco giratório de detritos, incluindo gás, poeira e aglomerados de material que variam em tamanho, desde pequenos grãos de poeira a pedregulhos, e possivelmente até planetas bebês.
"Se tivermos em consideração o nosso Sistema Solar, temos planetas e não um disco enorme em torno do Sol. Estes discos duram talvez 5 a 10 milhões de anos e, em Touro, há muitas estrelas que já perderam o seu disco, mas algumas ainda o têm. Se quisermos saber o que acontece nos estágios finais da dispersão deste disco, Touro é um dos locais onde os podemos encontrar," explica Hans Moritz Guenther, pesquisador do Kavli Institute for Astrophysics and Space Research do MIT.
Guenther e colegas focam-se em estrelas jovens o suficiente para ainda hospedar discos. Estava particularmente interessado em RW Aur A, que está no limite mais antigo da faixa etária das estrelas jovens, pois estima-se que tenha vários milhões de anos. RW Aur A faz parte de um sistema duplo, o que significa que orbita outra estrela jovem, RW Aur B. Ambas as estrelas têm aproximadamente a mesma massa que o Sol.
Desde 1937 que os astrônomos têm registado quedas notáveis no brilho de RW Aur A a cada poucas décadas. Cada evento de escurecimento parecia durar mais ou menos um mês. Em 2011, a estrela diminui novamente de brilho, desta vez durante aproximadamente meio ano. A estrela eventualmente aumentou de brilho, só para desvanecer outra vez em meados de 2014. Em novembro de 2016, a estrela retornou à sua plena luminosidade.
Este escurecimento pode ser provocado por um fluxo passageiro de gás na orla externa do disco da estrela, ou a queda de brilho se deve a processos que ocorrem mais perto do centro da estrela.
Em janeiro de 2017, RW Aur A diminui novamente de brilho e a equipe usou o observatório de raios X Chandra para registar a emissão de raios X da estrela.
Os cientistas obtiveram várias revelações surpreendentes: o disco da estrela hospeda uma grande quantidade de material; a estrela é muito mais quente do que o esperado; e o disco contém muito mais ferro do que o esperado, não tanto ferro como na Terra, mas mais do que uma típica lua no nosso Sistema Solar (a nossa Lua, no entanto, tem muito mais ferro do que o estimado no disco da estrela).
Este último ponto foi o mais intrigante para a equipe. Normalmente, um espectro de raios X de uma estrela pode mostrar vários elementos, como o oxigênio, ferro, silício e magnésio, e a quantidade de cada elemento presente depende da temperatura no interior do disco de uma estrela.
Os pesquisadores especulam que este excesso de ferro pode ter vindo de duas possíveis fontes. A primeira é um fenômeno conhecido como armadilha de pressão de poeira, na qual pequenos grãos ou partículas como ferro podem ficar presas nas "zonas mortas" de um disco. Se a estrutura do disco mudar repentinamente, como quando a estrela parceira passar perto, as forças de maré resultantes podem liberar as partículas presas, formando um excesso de ferro que pode cair para a estrela.
A segunda teoria é a mais convincente. Neste cenário, o excesso de ferro é criado quando dois planetesimais colidem, liberando uma espessa nuvem de partículas. Se um ou ambos os planetas forem compostos parcialmente de ferro, a sua colisão pode expelir uma grande quantidade de ferro para o disco e obscurecer temporariamente a luz quando o material cai na estrela.
No futuro, os cientistas pretendem fazer mais observações da estrela, a fim de ver se a quantidade de ferro ao redor da estrela mudou, uma medição que poderá ajudar na determinação do tamanho da fonte de ferro. Por exemplo, se for detectada a mesma quantidade de ferro, daqui a um ano, isso pode indicar que o ferro vem de uma fonte relativamente massiva, como uma grande colisão planetária, ao invés da baixa abundância de ferro no disco.
Um artigo foi publicado na revista The Astronomical Journal.
Fonte: Massachusetts Institute of Technology
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