Uma nova pesquisa de astrônomos da Universidade de Michigan apresenta as imagens conhecidas mais detalhadas da região interna de um disco de formação de planetas.
Assemelhando-se a rosquinhas infravermelhas empoeiradas, as imagens mostram estruturas móveis inesperadas no disco em torno de uma estrela jovem e massiva chamada V1295 Aquilae e confirmam as misteriosas emissões internas relatadas em estudos anteriores. A estrela é seis vezes mais massiva que o sol e 900 vezes mais luminosa. Tem apenas 100.000 anos; o sol tem 4,5 bilhões de anos.
Noura Ibrahim, doutoranda da U-M em astronomia e primeira autora, discute as descobertas do estudo publicadas no The Astrophysical Journal.
Por que devemos examinar estrelas jovens?
As estrelas jovens nos dão a oportunidade única de observar como os sistemas estelares se formam. Nossa compreensão de como nosso sistema solar se formou é limitada, muito menos de sistemas que não se parecem com o nosso. Com o lançamento da missão Transiting Exoplanet Survey Satellite e do James Webb Space Telescope, houve um aumento para detectar, confirmar e caracterizar planetas além do nosso sistema solar, chamados exoplanetas.
Até agora, temos mais de 5.000 exoplanetas confirmados e mais de 6.000 candidatos em potencial que não estão de acordo com o que vemos em nosso sistema solar. É por isso que queremos observar os estágios iniciais da formação dos planetas e examinar os discos onde os exoplanetas eventualmente se formarão.
Por que essas descobertas específicas são importantes?
Estamos usando a primeira e única tecnologia poderosa o suficiente para sondar os discos circunstelares em escalas tão pequenas. Nossas imagens e modelos revelaram uma história mais complexa de estruturas possivelmente móveis e emissões internas, que levantam mais questões.
Além disso, estamos demonstrando o poder da interferometria (usando dois ou mais telescópios que trabalham juntos) para realizar ciência de ponta por uma fração do preço dos telescópios espaciais, que não pode ser comparado com nossa resolução 50 vezes melhor.
Como este artigo avança a ciência e a compreensão desse campo ?
Estamos usando interferometria para estudar discos protoplanetários, que é um subcampo relativamente amplo para começar. Esses discos hospedam a formação de planetas e eventualmente se transformam em sistemas estelares completos que são semelhantes ao nosso sistema solar em alguns aspectos e completamente diferentes em outros.
Até recentemente, só conseguimos obter imagens dos discos externos usando os observatórios Hubble, ALMA, Keck ou VLT, mas o disco interno permaneceu um mistério.
Como você imaginou esses discos internos?
Para obter o poder de resolução necessário, a única técnica que podemos usar é a interferometria óptica de linha de base longa. A interferometria funciona combinando a luz de vários telescópios dispostos a uma certa distância um do outro.
Usamos o Center for High Angular Resolution Astronomy Array, que é o maior interferômetro óptico e infravermelho do mundo. O CHARA Array consiste em seis telescópios de um metro dispostos em uma formação em Y que permite um poder máximo de resolução equivalente a um único telescópio de 331 metros de diâmetro. Isso é maior do que The Big House – o estádio U-M.
Nossa equipe da U-M, liderada pelo professor John Monnier, projetou, construiu e comissionou vários combinadores de luz infravermelha no CHARA Array, que combinam a luz de todos os seis telescópios simultaneamente em diferentes bandas de comprimento de onda. Em 2018, a equipe atualizou o Michigan InfraRed Combiner (MIRC-X) para adicionar uma câmera sensível de última geração que pode detectar luz infravermelha fraca dos discos empoeirados.
Quando entrei para o doutorado em astronomia da U-M. programa em 2020, pude começar a analisar as observações feitas com o MIRC-X em 2019 imediatamente. Embora não seja óbvio a esta distância na Terra, V1295 Aql é quase 900 vezes mais brilhante que o sol e sua alta luminosidade o tornou um grande alvo para nossos objetivos de modelagem e imagem. Sinceramente, me senti um pouco mimado, por causa da beleza dos dados.
Alguma coisa sobre essas descobertas desafiou a sabedoria convencional?
Modelos anteriores de emissões do disco interno teorizaram que a “cavidade” entre onde o disco empoeirado termina e a estrela não era tão escura. Já sabemos que existe gás transparente livre de poeira naquela cavidade que não produziria luz no infravermelho.
A poeira no disco que vemos brilha na radiação infravermelha porque está sendo aquecida pela estrela. A uma certa temperatura, o calor é muito alto para a poeira suportar e ela é destruída, então, teoricamente, não deveríamos ver nenhuma emissão do meio porque a poeira é destruída. O fato de vermos a luz do centro levanta a questão sobre o que está criando a opacidade que está emitindo luz.
Publicado em 02/05/2023 00h00
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