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A nuvem molecular Perseus abriga muitas regiões jovens de formação estelar. Crédito: Adam Block e Sid Leach Mount Lemmon Sky Center Universidade do Arizona
Como as estrelas e os planetas se formam? Agora, os cientistas estão um passo mais perto de definir as condições para a formação de discos proto-estelares. Observações de três sistemas nos estágios iniciais da formação de estrelas na nuvem Perseu revelaram que o perfil do momento angular nesses sistemas está entre o esperado para um corpo sólido e uma turbulência pura, indicando que a influência do núcleo se estende mais além do que anteriormente pensamento. Esses achados podem levar a condições iniciais mais realistas para simulações numéricas de formação de disco.
Os principais passos da formação de estrelas e planetas são bem compreendidos: uma nuvem interestelar densa entrará em colapso sob sua própria gravidade; forma-se um núcleo central, bem como um disco protelarelar, devido à conservação do momento angular; finalmente, depois de aproximadamente 100.000 anos, a estrela se tornará densa o suficiente para inflamar a fusão nuclear em seu centro e começará a brilhar, enquanto no disco os planetas se formarão. Porém, ainda existem muitas questões em aberto sobre os detalhes desse processo, por exemplo, qual é o papel do momento angular na formação do disco ou como o disco circestelar acumula a maior parte de sua massa?
Uma equipe internacional de cientistas liderada pelo Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) observou agora três das fontes protoestelares mais jovens da nuvem molecular Perseus. Essas fontes estão próximas do limite no plano do céu, permitindo um estudo da distribuição de velocidade da nuvem densa.
"É a primeira vez que conseguimos analisar a cinemática do gás em torno de três discos circunstelares nos estágios iniciais de sua formação", afirma Jaime Pineda, que liderou o estudo no MPE. "Todos os sistemas podem ser compatíveis com o mesmo modelo, o que nos deu a primeira dica de que as nuvens densas não giram como um corpo sólido ". Uma rotação de corpo sólido é a suposição mais simples, que descreve o gás na nuvem densa com uma velocidade angular fixa em qualquer raio. O modelo que melhor descreve os três sistemas está entre os esperados para rotação do corpo sólido e turbulência pura.
Além disso, ao comparar essas observações com modelos numéricos anteriores, fica claro que os campos magnéticos desempenham um papel na formação desses discos: "Se um campo magnético for incluído, ele garante que o colapso não seja muito rápido e a rotação do gás corresponda à observado ", explica Pineda. "Nossas observações mais recentes nos dão um limite superior no tamanho dos discos, o que está de acordo com os estudos anteriores".
Em particular, o momento angular específico do material em queda está diretamente relacionado ao possível raio Kepleriano máximo possível do disco protelarelar. Assumindo uma massa estelar de cerca de 5% da massa do nosso Sol, os cientistas estimam que o limite superior do disco Kepleriano é de cerca de 60 unidades astronômicas, ou aproximadamente o dobro do tamanho do nosso sistema planetário, de acordo com estimativas anteriores. Isso sugere que grandes discos (maiores que 80 UA) não podem ser formados no início da vida de uma estrela e, portanto, afetam o ponto de partida para cenários de formação de planetas.
O próximo passo para os astrônomos será observar esses sistemas em vários estágios de sua evolução e em diferentes ambientes para verificar se eles influenciam o perfil de momento angular específico. Essas descobertas podem ser incorporadas ou comparadas com simulações numéricas para melhor entender a co-evolução do núcleo denso que forma uma estrela e o disco circunstelar que forma planetas.
Mais informações: Jaime E. Pineda et al. O perfil radial do momento angular específico em núcleos densos: condições iniciais aprimoradas para a formação de discos, The Astrophysical Journal (2019). DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ab2cd1
Informações da revista: Astrophysical Journal
Fornecido por Max Planck Society
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Hélio R.M. Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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