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A uma distância de aproximadamente 1000 anos-luz, os jovens sistemas de formação de estrelas na nuvem molecular Perseus podem ser observados em detalhes com telescópios de alta resolução. O sistema estudado neste trabalho, chamado Per-emb-2 (IRAS 03292 + 3039), está localizado na caixa marcada na imagem. Crédito: MPE
Pela primeira vez, os astrônomos observaram uma correia transportadora nos arredores de uma nuvem densa formando estrelas depositando diretamente material perto de um par de jovens estrelas formadoras. Cientistas do Instituto Alemão Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) e do Instituto Francês de Radioastonomia Millimétrique (IRAM) descobriram que os movimentos de gás na correia transportadora, apelidada de "serpentina", obedecem principalmente à força gravitacional da parte mais interna do núcleo , perto do par protostar. A serpentina fornece uma grande quantidade de gás com produtos químicos recentemente produzidos na nuvem mãe ao redor da região de formação de estrelas diretamente para os jovens protoestrelas no centro do núcleo. Esses resultados são evidências impressionantes de que o ambiente de grande escala em torno da formação de estrelas tem uma influência importante na formação e evolução de discos em pequena escala.
Na imagem geral da formação de estrelas, uma região densa e fria (chamada envelope) se forma dentro de uma nuvem molecular muito maior e mais fofa. O material das nuvens gira e flui para dentro em direção ao centro do envelope, onde uma futura estrela nascerá, o material se tornará ainda mais denso e achatado em um disco. Os protoestrelas jovens no centro do disco alimentam e ganham massa diretamente do disco. Agora, pela primeira vez, uma serpentina brilhante de material que conecta a parte mais externa do envelope à região interna onde os discos se formam foi observada na Nuvem Molecular de Perseu. Com o streamer ajudando a reabastecer a região de escala de disco com mais material, conforme é consumido pelo sistema binário, a nuvem mãe pode continuar ajudando os jovens protoestrelas e seus discos protoplanetários a crescer.
"As simulações numéricas de formação de disco geralmente se concentram em sistemas de protoestrelas únicas", explica Jaime Pineda, do MPE, que lidera o estudo. "Nossas observações levam a idéia um passo adiante, estudando uma serpentina de material quimicamente fresco, de grandes distâncias até escalas, onde esperamos que um disco se forme em torno de um par próximo de jovens protoestrelas". Os astrônomos usaram o Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) para estudar o jovem sistema binário proto-estelar Per-emb-2 (IRAS 03292 + 3039). O sistema binário mostrou alguma variabilidade ou oscilação em observações anteriores, sugerindo que pode ser um alvo interessante estudar o impacto do meio ambiente na formação de estrelas em pequena escala.
Imagem do “streamer” que alimenta material quimicamente fresco a uma distância de cerca de 10.500 UA até a estrela protetora no centro da imagem. As três imagens usam moléculas diferentes como marcadores, indicadas no canto superior direito, e todas mostram a serpentina em ação. O código de cores está de acordo com a intensidade integrada do sinal. Crédito: MPE
A equipe observou várias moléculas, o que lhes permitiu medir os movimentos dos gases e descobrir um fluxo de material ao longo da serpentina das regiões externas do envelope, a uma distância de cerca de 10.500 UA até o discoformação de escamas. Tanto a localização quanto a velocidade do gás foram combinadas com um modelo teórico de um fluxo de material em queda livre de grandes a pequenas escalas, confirmando que a dinâmica da serpentina é controlada pela região central mais densa do sistema. "Não é tão frequente que a teoria e as observações correspondam tão claramente. Ficamos empolgados ao ver essa confirmação do que as imagens do telescópio estavam tentando nos dizer", diz o co-autor Dominique Segura-Cox, do MPE. As estimativas da massa de material transmitido para o núcleo interno variam de 0,1 a uma massa solar, que é uma fração substancial da massa total na densa nuvem densa formadora de estrelas (cerca de três massas solares).
Este gráfico mostra a velocidade do material na serpentina, em que azul (vermelho) indica uma velocidade relativamente alta (alta) em relação ao núcleo, a região gravitacionalmente mais interna do novo sistema estelar em formação. O campo de velocidade é suave e mostra um gradiente de velocidade claro, demonstrando um fluxo suave de material de grandes a pequenas escalas. Crédito: MPE
"O streamer deve realmente trazer material quimicamente fresco das regiões externas em uma escala de tempo relativamente curta", acrescenta Pineda. "A identificação clara de um reservatório tão grande de material fresco em queda quase livre é notável". Isso mostra claramente que o novo material pode moldar a morfologia e os movimentos do gás nos sistemas estelares jovens. "A composição química dos discos protoplanetários em crescimento e evolução também será afetada por esse novo fenômeno", conclui Paola Caselli, diretora do MPE e parte da equipe. "A molécula que nos permitiu descobrir a serpentina tem três átomos de carbono (HCCCN), que estará disponível para enriquecer a química orgânica (a caminho de compostos pré-bióticos) durante a fase de montagem do planeta. "Essa nova maneira de fornecer material para a região central tem implicações importantes na maneira como os discos jovens são No entanto, ainda não está claro com que frequência e por quanto tempo esse processo pode ocorrer na evolução dos sistemas estelares jovens, portanto, são necessárias observações mais detalhadas das proto-estrelas jovens.
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Mais informações: Jaime E. Pineda et al. Um sistema protoestelar alimentado por uma serpentina de 10.500 au de comprimento, Nature Astronomy (2020). DOI: 10.1038 / s41550-020-1150-z
Informações da revista: Nature Astronomy
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
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´sRadiant 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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