ALMA revela segredos do turbulento nascimento de estrelas gêmeas “bebês”  

Impressão artística do sistema “bebê” IRAS 04191+1523. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Usando o complexo de radiotelescópios do ESO, o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), pesquisadores obtiveram uma pista crítica para um problema subjacente: como é que se formam os sistemas binários de grande separação? O time descobriu estrelas gêmeas recém-nascidas, de massa muito baixa, com eixos de rotação desalinhados. Este desalinhamento indica que se formaram em um par de nuvens de gás fragmentadas produzidas por turbulência, não através de evolução de gêmeas bem próximas uma da outra. Esta descoberta apoia fortemente a teoria de fragmentação turbulenta da formação de estrelas binárias até para regime subestelar.

Um time internacional de astrônomos, liderado por Jeong-Eun Lee, membro da Universidade de Kyung Hee, Coréia, observou o sistema duplo recém-formado IRAS 04191+1523 com a ajuda do ALMA. Graças à alta resolução do ALMA, o time observou com sucesso a rotação dos discos de gás em redor das estrelas gémeas de massa muito baixa e descobriu que os eixos de rotação das duas estrelas estão desalinhados.

Jeong-Eun Lee declarou:

Esta revelação é particularmente interessante porque as massas das duas estrelas “bebê”, derivadas a partir dos nossos dados ALMA, correspondem a cerca de 10% da massa do Sol, o que é um valor muito baixo. Mas o nosso resultado é uma forte evidência de que os binários afastados constituídos por estrelas de massa muito baixa (incluindo anãs marrons), podem se formar da mesma maneira que as estrelas normais, via fragmentação turbulenta.

Mais de metade das estrelas no Universo nascem aos pares ou em sistemas múltiplos. Portanto, a determinação do mecanismo de formação das estrelas duplas é crucial para uma compreensão abrangente da evolução estelar.

Imagem composta do sistema “bebê” IRAS 04191+1523. O ALMA revelou os discos em torno de duas estrelas (em branco) e um invólucro gasoso comum (em amarelo). O tom avermelhado mostra a distribuição de uma nuvem densa vista no infravermelho longínquo, capturado pelo Observatório Espacial Herschel. Créditos: ALMA (ESO(NAOJ/NRAO), Lee et al., ESA/Herschel/PACS

Existem dois tipos de estrelas múltiplas: sistemas com estrelas em órbitas íntimas e sistemas amplamente separados. Os astrônomos testemunharam um sistema íntimo a ser formado através da fragmentação do disco de gás em torno das estrelas primogênitas.

Por outro lado, não existem evidências claras de quão amplamente separados os sistemas podem se formar. Alguns pesquisadores assumem que um sistema íntimo evolui para um sistema amplo ao longo de milhões de anos, provocado por interações dinâmicas, mas outros acham que a turbulência em uma nuvem de gás fragmenta a nuvem em seções menores e que se formam estrelas em cada uma das pequenas nuvens.

Visando encontrar pistas sobre a formação de sistemas binários amplos, os cientistas selecionaram IRAS 04191+1523 como o alvo das suas observações com o ALMA. A separação das duas estrelas corresponde a mais ou menos 30 vezes a distância entre Netuno e o Sol e tal valor classifica-as como um sistema binário largo. Estima-se que a idade do sistema seja muito inferior a meio milhão de anos, sendo, portanto, um bom alvo para se investigar a fase inicial da formação de binários amplos.

O time de cientistas analisou o sinal das moléculas de dióxido de carbono nos discos para derivar o seu movimento e descobriu que os dois discos em redor das estrelas “bebê” não estão alinhados. O ângulo entre os eixos de rotação dos discos é de 77 graus.

Jeong-Eun Lee destacou:

O sistema é demasiadamente jovem para o alinhamento dos eixos ter sido modificado pelas interações, assim, nós concluímos que este sistema foi formado pela fragmentação turbulenta de uma nuvem e não pela fragmentação e migração do disco.

Se um sistema binário é formado através da fragmentação do disco de acreção, o momento de rotação do gás alinha os eixos das duas estrelas. Este alinhamento seria mantido mesmo que a separação entre as duas aumentasse via interações de maré. O desalinhamento dos eixos do sistema “bebê” IRAS 04191+1523 rejeita claramente este cenário.

Fonte

ALMA: ALMA Reveals Turbulent Birth of Twin Baby Stars

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