Estudo sobre estrela jovem oferece pistas sobre a formação do Sistema Solar
Representação da jovem estrela chamada GM Aur devorando gás e partículas de poeira de um disco protoplanetário (material verde ao redor do centro da imagem). O mesmo teria acontecio com o nosso Sol nos primeiros anos de formação do Sistema Solar. Créditos: M. M. Romanova
A grande estrela no centro do Sistema Solar demorou bilhões de anos para amadurecer e, por fim, ser capaz de fornecer energia para nós aqui na Terra. Muito tempo atrás, o nosso Sol ainda estava em crescimento. Mas como ele era em seus tempos de juventude? Esse é um mistério que, se resolvido, pode nos ensinar sobre a formação do Sistema Solar e dos demais sistemas estelares, onde planetas e outros objetos cósmicos se movimentam ao redor das estrelas.
“Detectamos milhares de planetas em outros sistemas em nossa galáxia, mas de onde eles vieram? De onde veio a Terra? Isso é o que realmente me motiva ”, disse Catherine Espaillat, professora associada de astronomia da Universidade de Boston e autora principal do novo artigo que fornece novas pistas sobre as forças presentes durante a infância do nosso Sol.
O estudo publicado na revista Nature é o primeiro a detectar um estranho ponto na superfície de uma estrela jovem que revela novas informações sobre seu crescimento.
Quando uma estrela está se formando, explica Espaillat, ela devora poeira e partículas de gás que giram em torno dela no que é chamado de disco protoplanetário. As partículas atingem a superfície da estrela em um processo denominado acreção. “Este é o mesmo processo pelo qual o Sol passou”, diz.
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Os discos protoplanetários são encontrados dentro de nuvens moleculares magnetizadas. Estas são conhecidas pelos astrônomos como berçários para a formação de novas estrelas. Os teóricos pensam que os discos protoplanetários e as estrelas estão conectados por um campo magnético e as partículas seguem o campo até a estrela. Conforme as partículas colidem com a superfície da estrela em crescimento, formam-se pontos quentes extremamente densos nos focos do processo de acreção.
Através da investigação de uma jovem estrela situada a cerca de 450 milhões de anos-luz de distância da Terra, as observações feitas pela equipe de Espillat confirmaram, pela primeira vez, a precisão dos modelos de acreção desenvolvidos por astrônomos com o objetivo de prever a formação de pontos quentes.
Eles tinham como base algoritmos que calculam como a estrutura dos campos magnéticos direciona as partículas dos discos protoplanetários para colidir com pontos específicos na superfície das estrelas em crescimento. Agora, os dados observáveis apoiam esses cálculos.
Os pesquisadores estudaram de perto uma jovem estrela chamada GM Aur, localizada na nuvem molecular Taurus-Auriga da Via Láctea. Atualmente, é impossível fotografar a superfície de uma estrela tão distante, aponta Espaillat. No entanto, outros tipos de imagens são possíveis, pois diferentes partes da superfície de uma estrela emitem radiação em diferentes comprimentos de onda.
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A equipe passou um mês captando diariamente imagens dos comprimentos de onda de luz emitidos pela superfície da GM Aur, compilando conjuntos de dados de raios-X, ultravioleta (UV), infravermelho e luz visual. Para conseguir observá-la, eles foram auxiliados pelas lentes do Telescópio Espacial Hubble da Nasa, do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), do Swift Observatory e da rede global de telescópios Las Cumbres Observatory.
Esta estrela em particular faz uma rotação completa em cerca de uma semana. Durante esse processo, os níveis de brilho devem atingir o pico e diminuir à medida que o ponto quente mais brilhante se afasta da Terra e, depois, volta a ficar de frente para o nosso planeta novamente. Porém, quando o grupo comparou seus dados, os pesquisadores ficaram perplexos com o que viram.
“Vimos que houve um deslocamento”, diz Espaillat. Em vez de todos os comprimentos de onda atingirem o pico ao mesmo tempo, a luz ultravioleta estava com o máximo de brilho cerca de um dia antes de todos os outros comprimentos de onda atingirem seu pico.
A princípio, eles pensaram que poderiam ter coletado informações imprecisas. Mas ao repassarem os dados diversas vezes, perceberam que não se tratava de um erro. Dessa maneira, foi possível concluir que o ponto quente não é totalmente uniforme e tem uma área dentro dele que é ainda mais quente do que o resto.
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“O ponto quente não é um círculo perfeito. É como um arco com uma parte que é mais quente e mais densa do que o resto”, explica Espaillat. O desalinhamento nos dados de comprimento de onda da luz é identificado um fenômeno em um ponto quente nunca detectado anteriormente.
Segundo a pesquisadores, “o estudo evidencia como os pontos quentes são pegadas na superfície estelar criadas pelo campo magnético”. O Sol também tinha pontos quentes. Porém, diferentemente do que ocorre com as manchas solares, que são partes onde a temperatura é mais baixa do que no restante da superfície, esses pontos quentes estariam concentrados nas áreas onde o astro devorava partículas de um disco protoplanetário de gás e poeira.
Eventualmente, os discos protoplanetários desaparecem, deixando para trás estrelas, planetas e os demais objetos cósmicos que compõem um sistema estelar. Mas, de acordo com Espaillat, evidências desses discos permanecem. Por exemplo, seus vestígios podem ser encontrados em nosso cinturão de asteróides. Para a pesquisadora, o estudo sobre estrelas jovens com propriedades semelhantes às do Sol é, de fato, a chave para, finalmente, conseguirmos compreender a formação do Sistema Solar e, também, o nascimento de nosso próprio planeta.
Publicado em 03/09/2021