Ao detectar um surto de raios X de uma estrela muito jovem com o observatório de raios X Chandra da NASA, pesquisadores redefiniram a linha temporal de quando estrelas como o Sol começam a liberar radiação altamente energética para o espaço. Isto é significativo porque pode ajudar a responder a algumas perguntas sobre os primeiros dias do nosso Sol e também sobre o Sistema Solar de hoje.
© NASA/M. Weiss (ilustração de HOPS 383)
A imagem mostra o objeto onde os astrônomos descobriram o surto de raios X. HOPS 383 é chamada uma "protoestrela" jovem porque está na fase inicial da evolução estelar que ocorre logo após o início do colapso de uma grande nuvem de gás e poeira. Uma vez amadurecida, HOPS 383, localizada a cerca de 1.400 anos-luz da Terra, terá uma massa equivalente a mais ou menos metade da massa do Sol.
A ilustração mostra HOPS 383 rodeada por um casulo de material com a forma de um donut (castanho escuro), contendo cerca de metade da massa da protoestrela, que está caindo em direção à estrela central. Grande parte da luz da estrela em HOPS 383 é incapaz de perfurar este casulo, mas os raios X do surto (azul) são poderosos o suficiente para o fazer. A radiação infravermelha emitida por HOPS 383 é espalhada pelo interior do casulo (branco e amarelo).
As observações do Chandra, em dezembro de 2017, revelaram o surto de raios X, que durou cerca de 3 horas e 20 minutos. O rápido aumento e a lenta diminuição da quantidade de raios X são semelhantes ao comportamento dos raios X de estrelas jovens mais evoluídas que HOPS 383. Não foram detectados raios X oriundos da protoestrela fora deste período, o que implica que durante estas vezes HOPS 383 era pelo menos dez vezes mais fraca, em média, do que o surto no seu máximo. Também é 2.000 vezes mais potente do que o surto de raios X mais brilhante observado no Sol, uma estrela de meia-idade com massa relativamente baixa.
À medida que o material do casulo cai para dentro em direção ao disco, há também um êxodo de gás e poeira. Este fluxo exterior remove momento angular do sistema, permitindo que o material caia do disco para a jovem protoestrela em crescimento. Um fluxo deste tipo foi visto em HOPS 383 e é possível que os poderosos surtos de raios X como o observado pelo Chandra podem retirar elétrons dos átomos. Isto pode ser importante para direcionar o fluxo por forças magnéticas.
© NASA/Chandra/N. Grosso (HOPS 383 Timelapse)
Além disso, quando a estrela expeliu raios X, provavelmente também teria impulsionado fluxos energéticos de partículas que colidiram com grãos de poeira localizados na orla interna do disco de material que gira em torno da protoestrela. Supondo que algo semelhante aconteceu no nosso Sol, as reações nucleares provocadas por esta colisão podem explicar as abundâncias incomuns de elementos em certos tipos de meteoritos encontrados na Terra.
Não foi detectado nenhum outro surto em HOPS 383 ao longo de três observações com o Chandra, totalizando um tempo de exposição pouco inferior a um dia. Os astrônomos vão precisar de observações de raios X mais longas para determinar a frequência de tais explosões durante esta fase inicial de desenvolvimento de estrelas como o nosso Sol.
Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
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