eso2014pt-br — Nota de imprensa científica

Novas observações mostram disco de formação planetária rasgado por suas três estrelas centrais

3 de Setembro de 2020

Uma equipe de astrônomos encontrou a primeira evidência direta de que grupos de estrelas podem desfazer os seus discos de formação planetária, deixando-os distorcidos e com anéis inclinados. Esta nova pesquisa sugere que planetas exóticos, talvez parecidos a Tatooine do filme Star Wars, podem se formar em anéis inclinados em discos distorcidos ao redor de estrelas múltiplas. Estes resultados foram obtidos graças às observações com o Very Large Telescope (VLT) do ESO e com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

O nosso Sistema Solar é notavelmente plano, com os planetas orbitando todos no mesmo plano. No entanto, este não é sempre o caso, especialmente em discos de formação planetária situados em torno de estrelas múltiplas, tal como acontece com o objeto deste novo estudo: GW Orionis. Este sistema, localizado a cerca de 1300 anos-luz de distância da Terra na constelação de Orion, tem três estrelas e um disco deformado e quebrado ao seu redor.

As nossas imagens revelam um caso extremo onde o disco não é de modo nenhum plano, mas sim distorcido e com um anel desalinhado que se separou do disco,” explica Stefan Kraus, professor de astrofísica na Universidade de Exeter, no Reino Unido, que liderou a pesquisa publicada hoje na revista Science. O anel desalinhado situa-se na parte interna do disco, próximo às três estrelas.

Esta pesquisa revela também que o anel interno contém 30 massas terrestres de poeira, o que pode ser suficiente para formar planetas. "Qualquer planeta que se forme dentro do anel desalinhado irá orbitar as estrelas em órbitas muito oblíquas. Prevemos descobrir muitos planetas em órbitas oblíquas bastante separadas em futuras campanhas de obtenção de imagens de planetas, por exemplo com o ELT," diz Alexander Kreplin, membro da equipe da Universidade de Exeter, referindo-se ao Extremely Large Telescope do ESO, previsto para começar a trabalhar em meados desta década. O fato de mais de metade das estrelas no céu nascer com uma ou mais companheiras, gera expectativas interessantes: a possível existência de uma população desconhecida de exoplanetas que orbitam as suas estrelas em órbitas muito inclinadas e distantes.

Para chegar a estas conclusões, a equipe observou GW Orionis durante 11 anos. A campanha começou em 2008 com o instrumento AMBER e posteriormente o GRAVITY, ambos montados no Interferômetro do VLT do ESO, o qual combina a radiação coletada por diferentes telescópios do VLT. Estes instrumentos foram utilizados para estudar a dança gravitacional das três estrelas do sistema e mapear as suas órbitas. “Descobrimos que as três estrelas não orbitam no mesmo plano, mas têm as suas órbitas desalinhadas relativamente umas às outras e relativamente ao disco,” explica Alison Young, também membro da equipe das Universidades de Exeter e Leicester.

Os cientistas observaram também este sistema com o instrumento SPHERE, montado no VLT, e com o ALMA, do qual o ESO é um parceiro, tendo conseguido obter imagens do anel interno, o que confirmou o seu desalinhamento. O SPHERE do ESO também lhes permitiu ver pela primeira vez a sombra que este anel lança no resto do disco, o que ajudou a determinar a forma tridimensional do anel e do disco em geral.

A equipe internacional, que inclui pesquisadores do Reino Unido, Bélgica, Chile, França e Estados Unidos, combinou suas observações exaustivas com simulações computacionais para compreender o que tinha acontecido ao sistema. Pela primeira vez, eles foram capazes de vincular claramente os desalinhamentos observados ao teórico “efeito de ruptura do disco”, o que sugere que a atração gravitacional conflituosa das estrelas nos diferentes planos pode efetivamente deformar e quebrar seus discos.

As simulações mostraram que o desalinhamento das órbitas das três estrelas pode fazer com que o disco que as rodeia se parta em anéis distintos, o que é exatamente o que vemos nestas observações. A forma observada do anel interior corresponde também às previsões de simulações numéricas de como o disco se parte nestas condições.

Curiosamente, outra equipe, que estudou o mesmo sistema com o auxílio do ALMA, pensa que é necessário outro ingrediente para explicar este sistema. ”Pensamos que é necessária a presença de um planeta entre estes anéis para explicar porque é que o disco se partiu,” diz Jiaqing Bi da Universidade Victoria no Canadá, que liderou um estudo sobre GW Orionis publicado em maio deste ano na revista The Astrophysical Journal. Esta equipe identificou três anéis de poeira nas observações ALMA, sendo o anel mais externo o maior já observado em discos de formação planetária.

Observações futuras com o ELT do ESO e outros telescópios poderão ajudar os astrônomos a desvendar completamente a natureza de GW Orionis e a revelar planetas jovens em formação em torno das suas três estrelas.

Mais Informações

Esta pesquisa foi apresentada no artigo “A triple star system with a misaligned and warped circumstellar disk shaped by disk tearing”, que será publicado na revista Science (doi: 10.1126/science.aba4633).

A equipe é composta por Stefan Kraus (University of Exeter, School of Physics & Astronomy, RU [Exeter]) Alexander Kreplin (Exeter), Alison K. Young (Exeter e School of Physics and Astronomy, University of Leicester, RU), Matthew R. Bate (Exeter), John D. Monnier (University of Michigan, EUA [Michigan]), Tim J. Harries (Exeter), Henning Avenhaus (Instituto Max Planck de Astronomia, Heidelberg, Alemanha), Jacques Kluska (Exeter e Instituut voor Sterrenkunde, KU Leuven, Bélgica [KU Leuven]), Anna S. E. Laws (Exeter), Evan A. Rich (Michigan), Matthew Willson (Exeter e Georgia State University, EUA), Alicia N. Aarnio (University of North Carolina Greensboro, EUA), Fred C. Adams (Michigan), Sean M. Andrews (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, EUA [CfA]), Narsireddy Anugu (Exeter, Michigan e Steward Observatory, University of Arizona, EUA), Jaehan Bae (Michigan e Carnegie Institution for Science, Washington, USA), Theo ten Brummelaar (The CHARA Array of Georgia State University, California, EUA), Nuria Calvet (Michigan), Michel Cure (Instituto de Fisica y Astronomia, Universidad de Valparaiso, Chile), Claire L. Davies (Exeter), Jacob Ennis (Michigan), Catherine Espaillat (Michigan e Boston University, EUA), Tyler Gardner (Michigan), Lee Hartmann (Michigan), Sasha Hinkley (Exeter), Aaron Labdon (Exeter), Cyprien Lanthermann (KU Leuven), Jean-Baptiste LeBouquin (Michigan e Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, França), Gail H. Schaefer (CHARA), Benjamin R. Setterholm (Michigan), David Wilner (CfA) e Zhaohuan Zhu (University of Nevada, EUA).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a pesquisa em astronomia e é de longe o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Tcheca, Suécia e Suíça, além do país anfitrião, o Chile, e a Austrália, como parceiro estratégico. O ESO se destaca por realizar 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 desempenha um papel de liderança na promoção e organização da cooperação em pesquisa 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 e o Interferômetro do Very Large Telescope, o observatório astronômico óptico mais avançado do mundo, além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO também é um parceiro importante em duas instalações situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está construindo o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma instalação astronômica internacional, é uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências 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 nome dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional de Ciência de Taiwan (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) em Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências Espaciais da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em nome dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Radioastronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em nome da América do Norte e pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), em nome do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

Links

Contatos

Stefan Kraus
Associate Professor in Astrophysics, University of Exeter
Exeter, UK
Tel.: +44 1392 724125
e-mail: S.Kraus@exeter.ac.uk

Alexander Kreplin
Postdoctoral Research Fellow, University of Exeter
Exeter, UK
Tel.: +44 1392 725571
e-mail: A.Kreplin@exeter.ac.uk

Alison Young
Postdoctoral Research Associate, University of Leicester
Leicester, UK
Tel.: +44 116 3736281
e-mail: alison.young@leicester.ac.uk

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Cel.: +49 151 241 664 00
e-mail: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2014, 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:eso2014pt-br
Nome:GW Orionis
Tipo:Milky Way : Star : Grouping : Triple
Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer
Instruments:AMBER, GRAVITY, SPHERE
Science data:2020Sci...369.1233K

Imagens

O anel interno de GW Orionis: modelo e observações SPHERE
O anel interno de GW Orionis: modelo e observações SPHERE
Imagens ALMA e SPHERE de GW Orionis (lado a lado)
Imagens ALMA e SPHERE de GW Orionis (lado a lado)
Imagens ALMA e SPHERE de GW Orionis (sobrepostas)
Imagens ALMA e SPHERE de GW Orionis (sobrepostas)
GW Orionis na constelação de Orion
GW Orionis na constelação de Orion

Vídeos

ESOcast 229 Light: Disco de formação planetária desfeito pelas suas três estrelas centrais
ESOcast 229 Light: Disco de formação planetária desfeito pelas suas três estrelas centrais
Animação artística do disco distorcido e partido de GW Orionis
Animação artística do disco distorcido e partido de GW Orionis
Animação artística dos movimentos estelares de GW Orionis
Animação artística dos movimentos estelares de GW Orionis
Como se formou o anel de GW Orionis (simulação computacional)
Como se formou o anel de GW Orionis (simulação computacional)

Veja também