doi.org/10.1038/s41586-023-06648-7
Credibilidade: 989
#Protoestrela
Um dos principais objetivos do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) é estudar a formação e evolução de sistemas planetários. As estrelas jovens são frequentemente rodeadas por um disco de gás e poeira, a partir do qual os planetas podem se formar.
Uma das primeiras imagens de alta resolução capturadas pelo ALMA foi a de HL Tauri, uma estrela jovem a apenas 480 anos-luz de distância, rodeada por um disco protoplanetário. O disco tem lacunas visíveis que podem ser o local onde jovens protoplanetas estão se formando. A formação planetária é um processo complexo que ainda não compreendemos totalmente. Durante este processo, os grãos de poeira no disco aumentam de tamanho à medida que colidem e aderem uns aos outros, fazendo com que cresçam lentamente para se tornarem potencialmente objetos semelhantes aos do nosso sistema solar.
Uma das maneiras de estudar os grãos de poeira nessas estruturas complexas é observar a orientação das ondas de luz que eles emitem, o que é conhecido como polarização. Estudos anteriores de HL Tauri mapearam esta polarização, mas um novo estudo de Ian Stephens e colegas capturou uma imagem de polarização de HL Tauri com detalhes sem precedentes.
A imagem resultante é baseada em 10x mais medições de polarização do que qualquer outro disco e 100x mais medições do que a maioria dos discos. É de longe a imagem de polarização mais profunda de qualquer disco capturada até agora, de acordo com uma pesquisa publicada em 15 de novembro na Nature.
A imagem foi capturada com uma resolução de 5 UA, que é aproximadamente a distância do Sol a Júpiter. Observações anteriores de polarização tinham uma resolução muito mais baixa e não revelaram os padrões sutis de polarização dentro do disco. Por exemplo, a equipe descobriu que a quantidade de luz polarizada é maior em um lado do disco do que no outro, o que provavelmente se deve a assimetrias na distribuição dos grãos de poeira ou às suas propriedades no disco.
Os grãos de poeira nem sempre são esféricos. Eles podem ser achatados como uma panqueca grossa ou alongados como um grão de arroz. Quando a luz é emitida ou espalhada por esses grãos de poeira, ela pode se tornar polarizada, o que significa que as ondas de luz são orientadas em uma direção específica, e não apenas aleatoriamente. Estes novos resultados sugerem que os grãos se comportam mais como grãos prolatos e impõem fortes restrições à forma e ao tamanho dos grãos de poeira dentro do disco.
Um resultado surpreendente do estudo é que há mais polarização nas lacunas do disco do que nos anéis, embora haja mais poeira nos anéis. A polarização dentro das lacunas é mais azimutal, o que sugere que a polarização vem de grãos de poeira alinhados dentro das lacunas. A polarização dos anéis é mais uniforme, sugerindo que a polarização vem em grande parte do espalhamento.
Em geral, a polarização vem de uma mistura de espalhamento e alinhamento de poeira. Com base nos dados, não está claro o que está a causar o alinhamento dos grãos de poeira, mas é provável que não estejam alinhados ao longo do campo magnético do disco, o que é o caso da maior parte da poeira fora dos discos protoplanetários. Atualmente, pensa-se que os grãos estão alinhados mecanicamente, talvez pela sua própria aerodinâmica, à medida que giram em torno da jovem estrela central.
O que os estudos de HL Tau revelarão a seguir? Esta nova publicação deixa claro que é necessária alta resolução para observações de polarização para aprender os detalhes sobre os grãos de poeira. Sendo o telescópio milimétrico/submilimétrico mais poderoso do mundo, o ALMA será um instrumento fundamental para a continuação desta investigação.
Publicado em 30/11/2023 09h37
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