Os astrônomos revelaram pela primeira vez o enorme fluxo de gás perto de uma estrela massiva, em formação, que permite o seu rápido crescimento.
© NRAO (gás amoníaco caindo no disco de acreção que alimenta estrela)
Ao observar a jovem estrela HW2 em Cefeu A, localizada a 2.300 anos-luz da Terra, os pesquisadores resolveram a estrutura e a dinâmica de um disco de acreção que alimenta esta estrela massiva com material.
Esta descoberta desvenda uma questão central da astrofísica: como é que as estrelas massivas, que muitas vezes terminam as suas vidas como supernovas, acumulam a sua imensa massa? Cefeu A é o segundo local de formação de estrelas massivas mais próximo da Terra, o que o torna um laboratório ideal para estudar estes processos complexos.
Os pesquisadores utilizaram o amoníaco (NH3), uma molécula que se encontra habitualmente nas nuvens de gás interestelar e que é muito utilizada industrialmente na Terra, como marcador para mapear a dinâmica do gás em torno da estrela. As observações revelaram um anel denso de amoníaco gasoso quente que se estende por 200 a 700 unidades astronômicas (UA) em torno de HW2.
Esta estrutura foi identificada como parte de um disco de acreção, uma característica chave nas teorias de formação estelar. O estudo descobriu que o gás dentro deste disco está tanto colapsando para dentro como girando em torno da jovem estrela. De forma notável, o ritmo de queda de material para HW2 foi medida em dois milésimos de uma massa solar por ano, uma das taxas mais elevadas alguma vez observadas para uma estrela massiva em formação. Estas descobertas confirmam que os discos de acreção podem sustentar tais ritmos extremos de transferência de massa, mesmo quando a estrela central já cresceu até 16 vezes a massa do nosso Sol.
A sensibilidade radioelétrica sem paralelo do VLA permitiu resolver características em escalas da ordem de apenas 100 UA, fornecendo uma visão sem precedentes deste processo. A equipe também comparou as suas observações com as simulações mais avançadas de formação de estrelas massivas
Os resultados estão muito próximos das previsões teóricas, mostrando que o amoníaco perto de HW2 está colapsando quase a velocidades de queda livre enquanto gira com velocidades sub-Keplerianas, um equilíbrio ditado pela gravidade e pelas forças centrífugas. Curiosamente, o estudo revelou assimetrias na estrutura e turbulência do disco, sugerindo que correntes externas de gás, conhecidas como "serpentinas", podem estar enviando material fresco para um dos lados do disco. Tais correntes foram observadas em outras regiões de formação estelar e podem desempenhar um papel crucial na reposição dos discos de acreção em torno de estrelas massivas.
Esta descoberta resolve décadas de debate sobre se HW2, e as protoestrelas de igual modo, podem formar discos de acreção capazes de sustentar o seu rápido crescimento. Também reforça a ideia de que mecanismos físicos semelhantes governam a formação de estrelas numa vasta gama de massas. As estrelas massivas desempenham um papel fundamental como motores cósmicos, impulsionando ventos e explosões que alimentam as galáxias com elementos pesados.
Os astrônomos visaram transições específicas do amoníaco que são excitadas a temperaturas superiores a 100 K, o que lhes permitiu detectar gás denso e quente perto de HW2. Estes resultados destacam o poder da interferometria rádio para sondar os processos ocultos por detrás da formação dos objetos mais influentes na nossa Galáxia, e dentro de dez anos a próxima versão atualizada do VLA tornará possível estudar o amoníaco circunestelar a escalas do nosso Sistema Solar.
Um artigo foi aceito para publicação no periódico Astronomy & Astrophysics.
Fonte: National Radio Astronomy Observatory