ALMA revela nascimento turbulento de estrelas gémeas

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), uma equipa de astrónomos descobriu estrelas gémeas recém-nascidas, de massa muito baixa, com eixos de rotação desalinhados. Esta descoberta é uma pista crítica para entender como é que se formam os sistemas binários de grande separação.

Este desalinhamento indica que as estrelas se formaram num par de nuvens de gás fragmentadas produzidas por turbulência, não através de evolução de gémeas bem próximas uma da outra. Isto apoia fortemente a teoria de fragmentação turbulenta da formação de estrelas binárias até ao regime subestelar.

A equipa internacional de astrónomos, liderada por Jeong-Eun Lee da Universidade de Kyung Hee, na Coreia do Sul, observou o sistema duplo bebé IRAS 04191+1523 com o ALMA. Graças à alta resolução do maior telescópio do mundo, a equipa 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.

“Esta revelação é particularmente interessante porque as massas das duas estrelas bebé, 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 prova de que os binários largos destas estrelas de massa muito baixa, e até as anãs castanhas, se podem formar da mesma maneira que as estrelas normais, via fragmentação turbulenta,” comenta Lee.

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.

Existem dois tipos de estrelas múltiplas: sistemas íntimos e sistemas amplamente separados. Os astrónomos testemunharam um sistema íntimo a ser formado através da fragmentação do disco de gás em torno das estrelas primogénitas. Por outro lado, não existem provas claras de quão amplamente separados os sistemas se podem formar.

Alguns investigadores assumem que um sistema íntimo evolui para um sistema amplo ao longo de milhões de anos devido a interações dinâmicas, mas outros acham que a turbulência numa nuvem de gás fragmenta a nuvem em secções mais pequenas e que se formam estrelas em cada uma das pequenas nuvens.

A formação de sistemas binários amplos

Com o objetivo de 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 Neptuno e o Sol e tal valor classifica-as como um binário largo. Estima-se que a idade do sistema seja muito inferior a meio milhão de anos, sendo, portanto, um bom alvo para investigar a fase inicial da formação de binários amplos.

Segundo o estudo publicado na Nature, a equipa 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 bebé não estão alinhados. O ângulo entre os eixos de rotação dos discos é de 77 graus.

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

Se um sistema binário é formado através da fragmentação do disco, 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 bebé IRAS 04191+1523 rejeita claramente este cenário.