J. D. Ilee/Universidade de Leeds
Impressão de artista do disco de poeira e gás em redor da protoestrela gigante MM 1a, e a sua companheira MM 1b se forma nas regiões mais exteriores.
Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), astrónomos descobriram que duas jovens estrelas que se formam a partir do mesmo disco protoplanetário podem ser gémeas – no sentido de que vieram da mesma nuvem parental de material de formação estelar. No entanto, além disso, têm muito pouco em comum.
A principal estrela central deste sistema, localizada a aproximadamente 11.000 anos-luz da Terra, é verdadeiramente colossal – 40 vezes mais massiva que o Sol. A outra estrela, que o ALMA descobriu recentemente logo depois do disco da estrela central, é relativamente insignificante, com apenas 1/80 dessa massa.
A sua diferença marcante no que respeita ao tamanho sugere que se formaram por dois caminhos muito diferentes. A estrela mais massiva tomou um percurso mais tradicional, colapsando sob a gravidade de um “núcleo” denso de gás. A mais pequena provavelmente seguiu a estrada menos percorrida – pelo menos, no que toca às estrelas – acumulando massa de uma parte do disco que se “fragmentou” enquanto amadurecia, um processo que pode ter mais em comum com o nascimento de planetas gigantes gasosos.
“Os astrónomos sabem há muito tempo que a maioria das estrelas massivas orbitam uma ou mais estrelas como parceiras num sistema compacto, mas o modo como aí chegaram tem sido um tópico de conjetura,” afirma Crystal Brogan, astrónoma do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Charlottesville, no estado norte-americano de Virgínia, coautora do estudo.
“Com o ALMA, temos agora evidências de que o disco de gás e poeira que engloba e alimenta uma estrela massiva em crescimento também produz fragmentos em estágios iniciais que podem formar uma estrela secundária.”
O objeto principal, conhecido como MM 1a, é uma estrela massiva jovem previamente identificada, rodeada por um disco giratório de gás e poeira. A sua ténue companheira interestelar, MM 1b, foi detetada recentemente pelo ALMA logo após o disco protoplanetário de MM 1a. A equipa pensa que este é um dos primeiros exemplos de um disco fragmentado a ser detetado em torno de uma estrela jovem e grande.
“Esta observação do ALMA abre novas questões, como ‘Será que a estrela secundária também tem um disco?’ e ‘Com que velocidade a estrela secundária pode crescer?’ Um aspeto surpreendente sobre o ALMA é que ainda não usámos todas as suas capacidades nesta área, o que um dia nos permitirá responder a estas novas perguntas,” comenta o coautor Todd Hunter, que também pertence ao NRAO em Charlottesville.
As estrelas formam-se no interior de grandes nuvens de gás e poeira no espaço interestelar. Quando estas nuvens colapsam sob a gravidade, começam a girar mais depressa, formando um disco em seu redor.
“Em estrelas de baixa massa como o nosso Sol, é nestes discos que os planetas se podem formar,” comenta John Ilee, astrónomo da Universidade de Leeds, Inglaterra. “Neste caso, a estrela e o disco que observámos são tão massivos que, em vez de testemunharmos um planeta em formação, estamos a ver o nascimento de outra estrela.”
Ao observar a luz em comprimentos de onda milimétricos, naturalmente emitida pela poeira, e as mudanças subtis na frequência de luz emitida pelo gás, os investigadores foram capazes de calcular a massa de MM 1a e MM 1b. O artigo científico foi publicado a semana passada na revista científica The Astrophysical Journal Letters.
“Muitas estrelas massivas mais antigas são descobertas com companheiras próximas,” acrescentou Ilee. “Mas as estrelas binárias têm frequentemente massas idênticas, de modo que se formam provavelmente como irmãs. Encontrar um sistema binário jovem com um rácio de massa de 80 para 1 é muito invulgar e sugere um processo de formação totalmente diferente para ambos os objetos.”
O processo de formação favorecido para MM 1b ocorre nas regiões externas de discos frios e massivos. Estes discos “gravitacionalmente instáveis” são incapazes de fazer face à força da sua própria gravidade, colapsando num – ou mais – fragmentos.
Os cientistas realçam que a recém-descoberta estrela MM 1b também pode estar cercada pelo seu próprio disco circunstelar, que pode ter o potencial de formar os seus próprios planetas – mas terá que o fazer depressa.
“As estrelas massivas como MM 1a só vivem cerca de um milhão de anos antes de explodirem como poderosas supernovas, de modo que enquanto MM 1b tem o potencial de formar, no futuro, o seu próprio sistema planetário, não sobreviverá por muito tempo.” conclui Ilee, autor principal do estudo.
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