ATG Medialab / ESA
Investigadores descobriram um massivo disco de acreção com dois braços espirais em torno de uma protoestrela com 32 massas solares no Centro Galáctico.
A equipa internacional de investigação da China, EUA e Alemanha utilizou dados de observação de alta resolução do ALMA e publicou os resultados na Nature Astronomy, a 30 de maio.
Este disco pode ter sido perturbado por um encontro próximo com um outro objeto, levando assim à formação dos braços espirais.
Esta descoberta demonstra que a formação de estrelas massivas pode ser semelhante à de estrelas de massa inferior através de discos de acreção e “flybys”.
Os discos de acreção em torno de protoestrelas, também conhecidos como “discos protoestelares”, são componentes essenciais na formação estelar porque alimentam continuamente o gás para as protoestrelas a partir do ambiente.
Neste sentido, são berços estelares onde as estrelas nascem e evoluem. Os discos de acreção em torno de protoestrelas de baixa massa, do tipo solar, têm sido extensivamente estudados nas últimas décadas, levando a uma riqueza de avanços observacionais e teóricos.
Para as protoestrelas massivas, especialmente as do tipo O com mais de 30 massas solares, ainda não é claro se e como os discos de acreção desempenham um papel na sua formação.
Estas estrelas massivas são muito mais luminosas do que o Sol, com luminosidades intrínsecas até várias centenas de milhares de vezes superiores ao valor solar, o que tem um forte impacto no ambiente de toda a Galáxia. Portanto, a compreensão da formação de estrelas massivas é de grande importância.
A uma distância de aproximadamente 26.000 anos-luz, o Centro Galáctico é um ambiente único e importante de formação estelar.
O objeto mais bem conhecido aqui seria sem dúvida o buraco negro supermassivo Sgr A*. Além dele, existe um reservatório massivo de gás molecular denso, principalmente sob a forma de hidrogénio molecular (H2), que é a matéria-prima para a formação estelar.
O gás começará a formar estrelas assim que o colapso gravitacional tenha início. Contudo, as observações diretas das regiões de formação estelar em redor do Centro Galáctico são um desafio, dada a distância considerável e a contaminação por gás em primeiro plano entre o Centro Galáctico e nós.
Uma resolução muito alta, combinada com uma elevada sensibilidade, é necessária para resolver os detalhes da formação estelar nesta região.
A equipa de investigação usou as longas observações de base do ALMA para alcançar uma resolução de 40 milissegundos de arco.
Os membros disseram que é comparável a observar uma bola de basebol em Osaka, a partir de Tóquio (distância de cerca de 400 km). Com estas observações de alta resolução e sensibilidade do ALMA, a equipa descobriu um disco de acreção em redor do Centro Galáctico.
O disco tem um diâmetro de cerca de 4000 unidades astronómicas e está a rodear uma jovem estrela do tipo O com 32 massas solares.
“Este sistema está entre as protoestrelas mais massivas com discos de acreção e representa a primeira imagem direta de um disco de acreção protoestelar no Centro Galáctico,” disse Qizhou Zhang, coautor e astrofísico do Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian.
Lu et al.
Uma visão esquemática da história do disco de acreção e do objeto rasante (a – c).
A descoberta sugere que a formação de estrelas massivas do tipo O passa por uma fase que envolve discos de acreção, e tal conclusão é válida para o Centro Galáctico.
O que é mais interessante é que o disco exibe claramente dois braços em espiral. Tais braços espirais assemelham-se aos encontrados em galáxias espirais, mas raramente são vistos em discos protoestelares.
Os braços espirais podem emergir em discos de acreção devido à fragmentação induzida por instabilidades gravitacionais. No entanto, o disco descoberto neste estudo é quente e turbulento, sendo assim capaz de equilibrar a sua gravidade.
A equipa detetou um objeto com cerca de três massas solares a cerca de 8000 UA do disco. Através de uma análise combinada de soluções analíticas e simulações numéricas, reproduziram um cenário onde um objeto voou pelo disco há mais de 10.000 anos e perturbou o disco, levando à formação dos braços espirais.
“A simulação numérica coincide perfeitamente com as observações ALMA. Concluímos que os braços em espiral no disco são relíquias da passagem rasante de um objeto intruso,” disse Xing Lu, autor principal e investigador associado no Observatório Astronómico de Xangai da Academia Chinesa de Ciências.
Este achado demonstra que os discos de acreção nas primeiras fases evolutivas da formação estelar estão sujeitos a processos dinâmicos frequentes, tais como “flybys”, que influenciariam substancialmente a formação de estrelas e planetas.
É interessante notar que as passagens rasantes também têm acontecido no nosso Sistema Solar. Um sistema binário conhecido como Estrela de Scholz passou pelo Sistema Solar há cerca de 70.000 anos, provavelmente penetrando a nuvem de Oort e enviando cometas para o Sistema Solar interior.
Este estudo sugere que para estrelas mais massivas, especialmente no ambiente de alta densidade estelar em redor do Centro Galáctico, tais “flybys” também devem ser frequentes. “A formação de estrelas deve ser um processo dinâmico, com muitos mistérios ainda não resolvidos,” disse Xing Lu.
“Com mais observações de alta resolução do ALMA, esperamos desembaraçar estes mistérios da formação estelar“, conclui.
// CCVAlg
