Uma equipe internacional de pesquisadores, ao perscrutar as complexidades da criação das estrelas, revelou informações surpreendentes sobre a formação de sistemas estelares triplos.
© NAOJ (ilustração de uma protoestrela tripla)
Os astrônomos usaram o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para explorar a intrincada estrutura de gás que rodeia as protoestrelas do sistema triplo IRAS 04239+2436. Através do seu estudo, captaram os sinais de rádio das moléculas de monóxido de enxofre (SO), como se ouvissem um sussurro no meio de uma multidão agitada. Estes sinais levou à descoberta de três braços espirais colossais. Descobriu-se que estes braços são filamentos, como uma espécie de tapete rolante cósmico que transportava material para as estrelas recém-nascidas.
É a primeira vez que se compreende como estes filamentos se formam no meio da dança dinâmica da formação estelar. As estrelas nem sempre brilham sozinhas. De fato, mais de metade delas nascem como parte de sistemas múltiplos. Mas a forma exata como estas estrelas múltiplas se formam é um mistério que os cientistas há muito tentam resolver. Por isso, resolver o mistério do mecanismo de formação de estrelas múltiplas é muito importante para uma teoria abrangente da formação estelar.
Até agora, têm sido propostos vários cenários para a formação de estrelas múltiplas e as discussões sobre os cenários de formação ainda não convergiram. Para compreender o processo de formação de estrelas múltiplas, é necessário observar diretamente o momento em que as protoestrelas múltiplas nascem com a alta resolução e sensibilidade de uma instalação como o ALMA.
Além disso, recentemente, os cientistas que observam estas protoestrelas, notaram algo intrigante. Viram estruturas feitas de gás, denominadas filamentos. Estes rios cósmicos fluem e transportam materiais vitais diretamente para as protoestrelas. A observação destes fluxos é crucial porque mostra como as protoestrelas absorvem gás para crescer, mas a forma como estes filamentos se formam ainda não é clara. Uma vez que se espera que os fluxos de gás em torno das protoestrelas de sistemas multiestelares tenham uma estrutura complexa, a observação detalhada com a alta resolução do ALMA é uma ferramenta poderosa para investigar a origem dos filamentos.
Foram observadas as ondas de rádio emitidas pelas moléculas de monóxido de enxofre (SO) em torno do jovem sistema estelar múltiplo IRAS 04239+2436. Este sistema protoestelar triplo está localizado a cerca de 460 anos-luz da Terra. Os astrônomos esperavam detectar moléculas de SO na zona onde as ondas de choque estão presentes e observar um movimento violento do gás em torno das protoestrelas. Como resultado das observações, detectaram moléculas de SO em volta das três protoestrelas.
Descobriram que a distribuição das moléculas de SO forma grandes braços espirais que se estendem até 400 UA (unidades astronômicas). Além disso, obtiveram com sucesso a velocidade do gás que contém moléculas de SO com base na mudança de frequência das ondas de rádio devido ao efeito Doppler. De acordo com a análise do movimento do gás, verificou-se que os braços espirais traçados pelas moléculas de SO são filamentos que fluem em direção ao protosistema triplo.
Para analisar melhor o movimento do gás, a equipe comparou a velocidade observada do gás com simulações numéricas que modelam a formação de estrelas múltiplas dentro de uma nuvem de gás natal. Estas simulações foram realizadas utilizando o "ATERUI" e o "ATERUI II", supercomputadores dedicados à astronomia no Centro de Astrofísica Computacional do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Na simulação, formam-se três protoestrelas na nuvem de gás, e o gás perturbado em torno do sistema protoestelar triplo excita ondas de choque sob a forma de braços espirais.
Até agora, foram propostos dois cenários para a formação de estrelas múltiplas. O primeiro é o "cenário de fragmentação turbulenta", em que a nuvem turbulenta de gás se fragmenta em condensações de gás, cada uma evoluindo para uma protoestrela. O segundo é o "cenário de fragmentação do disco", em que o disco de gás que rodeia um fragmento de protoestrela forma uma nova protoestrela, dando origem a múltiplas estrelas.
A protoestrela tripla aqui observada pode ser explicada por um cenário híbrido em que o processo de formação estelar começa como uma turbulenta nuvem de gás nativo, semelhante ao cenário de fragmentação turbulenta. Depois, as sementes de novas protoestrelas são produzidas no disco, como no cenário de fragmentação do disco e a turbulência do gás circundante faz com que os braços espirais se estendam amplamente. Os resultados observacionais são muito semelhantes aos resultados da simulação, indicando que a protoestrela tripla observada é o primeiro objeto confirmado demonstrando a formação de estrelas múltiplas por um cenário híbrido.
Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.
Fonte: National Astronomical Observatory of Japan
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