eso1626pt-br — Nota de imprensa científica

Explosão estelar torna a linha de neve d'água visível

13 de Julho de 2016

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) obteve a primeira observação bem resolvida de uma linha de neve de água no interior de um disco protoplanetário. Esta linha marca o lugar onde a temperatura no disco que rodeia uma estrela jovem diminui o suficiente para que se possa formar neve. O aumento drástico no brilho da jovem estrela V883 Orionis aqueceu a região interior do disco, empurrando a linha de neve de água para uma distância muito maior do que o que é normal numa protoestrela, permitindo assim observá-la pela primeira vez. Estes resultados serão publicados em 14 de julho de 2016 na revista Nature.

As estrelas jovens encontram-se muitas vezes rodeadas por densos discos de gás e poeira em rotação, os chamados discos protoplanetários, a partir dos quais os planetas se formam. O calor de uma estrela jovem do tipo solar faz com que a água neste disco se mantenha no estado gasoso até uma distância de cerca de 3 UA da estrela [1] — menos de 3 vezes a distância média entre a Terra e o Sol — ou cerca de 450 milhões de km [2]. Mais longe, devido à pressão extremamente baixa, as moléculas de água passam diretamente do estado gasoso a uma camada de gelo que recobre grãos de poeira e outras partículas. A região no disco protoplanetário onde a água passa da fase gasosa para a fase sólida é chamada linha de neve de água [3].

No entanto, a estrela V883 Orionis é diferente. Um aumento drástico no seu brilho empurrou a linha de neve para uma distância de cerca de 40 UA (cerca de 6 bilhões de km ou aproximadamente o tamanho da órbita do planeta anão Plutão no nosso Sistema Solar). Este enorme aumento, combinado com a resolução do ALMA para grandes linhas de base [4], permitiu à equipe, liderada por Lucas Cieza (Millennium ALMA Disk Nucleus e Universidad Diego Portales, Santiago, Chile) obter as primeiras observações resolvidas de uma linha de neve de água num disco protoplanetário.

O brilho repentino que V883 Orionis sofreu é um exemplo do que acontece quando enormes quantidades de material do disco que rodeia a estrela jovem caem na sua superfície. V883 Orionis é apenas 30% mais massiva que o Sol, mas devido a esta explosão que ainda está acontecendo, sua luminosidade torna-se cerca de 400 vezes maior que a do Sol, tornando-se também muito mais quente [5].

O autor principal Lucas Cieza explica: “As observações feitas com o ALMA surpreenderam a todos nós. As nossas observações estavam preparadas para procurar fragmentações no disco, as quais levam à formação de planetas. Não vimos nada disso, no entanto encontramos o que parece ser um anel a 40 UA. Isto mostra bem o poder transformador do ALMA, que nos dá resultados excitantes mesmo não sendo os que estamos à procura.”

A ideia estranha de neve em órbita no espaço é fundamental para a formação planetária. A presença de água regula a eficiência da coalescência dos grãos de poeira — a primeira etapa da formação planetária. É no interior da linha de neve, onde a água evapora, que se pensa que nasçam os planetas rochosos menores, como a Terra. Além da linha de neve, a presença de gelo de água permite a rápida formação de bolas de neve cósmicas, que eventualmente irão formar planetas gasosos massivos como Júpiter.

A descoberta de que estas explosões na estrela podem lançar a linha de neve de água para cerca de 10 vezes o seu raio típico é bastante significativa para o desenvolvimento de bons modelos de formação planetária. Pensa-se que estas explosões sejam uma etapa da evolução da maioria dos sistemas planetários, por isso esta pode bem tratar-se da primeira observação de uma ocorrência comum. Neste caso, esta observação do ALMA poderá contribuir de modo significativo para uma melhor compreensão de como é que os planetas se formam e evoluem no Universo.

Notas

[1] 1 AU (Unidade Astronômica) é a distância média entre a Terra e o Sol, cerca de 149,6 milhões de km. Esta unidade é tipicamente usada para descrever distâncias medidas no Sistema Solar e em sistemas planetários em torno de outras estrelas.

[2] Esta linha situava-se entre as órbitas de Marte e Júpiter durante a formação do Sistema Solar e por isso os planetas rochosos — Mercúrio, Vênus, Terra e Marte — formaram-se no interior desta linha, enquanto os planetas gasosos — Júpiter, Saturno, Urano e Netuno — se formaram além dela.

[3] As linhas de neve para outras moléculas, tais como o monóxido de carbono e o metano, foram já observadas anteriormente com o ALMA, a distâncias maiores que 30 UA da protoestrela em outros discos protoplanetários. A água congela a uma temperatura relativamente alta, o que significa que a linha de neve de água se encontra normalmente demasiado perto da protoestrela para poder ser observada diretamente.

[4] A resolução é a capacidade de distinguir que os objetos estão separados. Ao olho humano várias tochas brilhantes colocados a determinada distância pareceriam um único ponto brilhante e apenas bastante perto é que se distinguiriam cada uma das tochas. Aplica-se o mesmo princípio aos telescópios e estas novas observações exploraram a extraordinária resolução do ALMA nos seus modos de linha de base muito grande. A resolução do ALMA à distância de V883 Orionis é cerca de 12 UA — suficiente para se conseguir resolver a linha de neve da água situada a 40 UA neste sistema em erupção, mas não numa estrela jovem típica.

[5] Estrelas como V883 Orionis são classificadas como estrelas FU Orionis, devido à estrela original que foi encontrada apresentando este comportamento. As explosões podem durar centenas de anos.

Mais Informações

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Imaging the water snow-line during a protostellar outburst”, de L. Cieza et al., que será publicado na revista Nature a 14 de julho de 2016.

A equipe é composta por Lucas A. Cieza (Millennium ALMA Disk Nucleus; Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), Simon Casassus (Universidad de Chile, Santiago, Chile), John Tobin (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Holanda), Steven Bos (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Holanda), Jonathan P. Williams (University of Hawaii at Manoa, Honolulu, Hawaii, EUA), Sebastian Perez (Universidad de Chile, Santiago, Chile), Zhaohuan Zhu (Princeton University, Princeton, New Jersey, EUA), Claudio Cáceres (Universidad Valparaiso, Valparaiso, Chile), Hector Canovas (Universidad Valparaiso, Valparaiso, Chile), Michael M. Dunham (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, EUA), Antonio Hales (Observatório ALMA, Santiago, Chile), Jose L. Prieto (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), David A. Principe (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), Matthias R. Schreiber (Universidad Valparaiso, Valparaiso, Chile), Dary Ruiz-Rodriguez (Australian National University, Mount Stromlo Observatory, Canberra, Austrália) e Alice Zurlo (Universidad Diego Portales & Universidad de Chile, Santiago, Chile).

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronômica internacional, é uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional para a Ciência dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional Científico da Ilha Formosa (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Ilha Formosa e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI).

A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte e pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório ALMA (JAO) fornece uma liderança e direção unificadas na construção, gestão e operação do ALMA.

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO é financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronômica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronômico ótico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1626, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contato local para a imprensa. O representante brasileiro é Eugênio Reis Neto, do Observatório Nacional/MCTIC. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Eugênio Reis Neto.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso1626pt-br
Nome:V883 Orionis
Tipo:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016Natur.535..258C

Imagens

Concepção artística da linha de neve de água em torno da jovem estrela V883 Orionis
Concepção artística da linha de neve de água em torno da jovem estrela V883 Orionis
Imagem ALMA do disco protoplanetário em torno de V883 Orionis
Imagem ALMA do disco protoplanetário em torno de V883 Orionis
A estrela V883 Orionis na constelação de Órion
A estrela V883 Orionis na constelação de Órion
O deslocamento da linha de neve de água em V883 Orionis
O deslocamento da linha de neve de água em V883 Orionis
Imagem ALMA do disco protoplanetário em torno de V883 Orionis (anotada)
Imagem ALMA do disco protoplanetário em torno de V883 Orionis (anotada)

Vídeos

Imagem ALMA do disco protoplanetário em torno de V883 Orionis
Imagem ALMA do disco protoplanetário em torno de V883 Orionis
Zoom no disco protoplanetário em torno de V883 Orionis
Zoom no disco protoplanetário em torno de V883 Orionis
O disco protoplanetário em torno de V883 Orionis (concepção artística)
O disco protoplanetário em torno de V883 Orionis (concepção artística)
New observations with ALMA reveal water snow line around young star
New observations with ALMA reveal water snow line around young star
somente em inglês

Veja também