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Imagem ALMA mais detalhada de sempre de um disco protoplanetário

Evidência de formação planetária numa órbita semelhante à da Terra em torno de uma estrela jovem

31 de Março de 2016

Esta nova imagem obtida pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostra, com o maior detalhe alguma vez observado, um disco de formação planetária em torno da estrela próxima do tipo do Sol, a TW Hydrae. A imagem revela um espaço vazio no disco, que se encontra à mesma distância da estrela como a Terra se encontra do Sol, o que pode significar que uma versão do nosso planeta, ou possivelmente uma super-Terra mais massiva, se começa a formar nesse local.

A estrela TW Hydrae é um popular alvo de estudo dos astrónomos devido à sua proximidade à Terra (apenas 175 anos-luz de distância) e ao facto de ser uma estrela muito jovem (com cerca de 10 milhões de anos de idade). Em termos de orientação apresenta-se de face quando observada a partir da Terra, o que dá aos astrónomos uma visão rara, não  distorcida, do disco protoplanetário completo que a rodeia.

“Estudos anteriores feitos com telescópios ópticos e rádio, confirmaram que a TW Hydrae possui um disco proeminente com estruturas que sugerem fortemente que começa a coalescer,” disse Sean Andrews do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Massachusetts, EUA, e autor principal do artigo científico publicado hoje na revista da especialidade Astrophysical Journal Letters. “As novas imagens ALMA mostram o disco com um detalhe sem precedentes, revelando uma série de anéis de poeira brilhantes e espaços escuros concêntricos e incluindo estruturas intrigantes que parecem indicar que um planeta com uma órbita do tipo da Terra se está a formar nesse local.”

Os outros espaços vazios significativos que aparecem nas novas imagens estão situados a três e seis mil milhões de quilómetros da estrela central, o que corresponde às distâncias médias entre o Sol e os planetas Urano e Plutão no nosso Sistema Solar. Também estes espaços são muito provavelmente o resultado de partículas que se juntaram para formar planetas e que seguidamente limparam as suas órbitas da poeira e do gás, levando o restante material para zonas bem definidas.

Para as novas observações da TW Hydrae, os astrónomos fizeram imagens da fraca radiação rádio emitida pelos grãos de poeira do tamanho do milímetro existentes no disco, revelando detalhes da ordem da distância entre a Terra e o Sol (cerca de 150 milhões de quilómetros). Estas observações detalhadas foram possíveis graças à configuração de elevada resolução de longa linha de base do ALMA. Quando as antenas parabólicas do ALMA se encontram na sua separação máxima, até 15 km de distância entre si, o telescópio pode observar imensos detalhes. “Esta é a imagem de maior resolução espacial alguma vez obtida pelo ALMA de um disco protoplanetário e não será fácil conseguir fazer melhor no futuro!” disse Andrews [1].

“A TW Hydrae é muito especial. Tem o disco protoplanetário mais próximo da Terra que se conhece e provavelmente assemelha-se bastante ao Sistema Solar quando este tinha apenas 10 milhões de anos,” acrescenta o co-autor David Wilner, também do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Observações anteriores do ALMA de outro sistema, HL Tauri, mostram que discos protoplanetários ainda mais jovens — com um mero milhão de anos — podem apresentar assinaturas semelhantes de formação planetária. Ao estudar o disco mais velho da TW Hydrae, os astrónomos esperam compreender melhor a evolução do nosso próprio planeta e as perspectivas de sistemas semelhantes em toda a Galáxia.

Os astrónomos pretendem agora saber quão comuns serão este tipo de estruturas nos discos em torno de outras estrelas jovens e como é que estes objetos podem variar com o tempo ou com o meio que os envolve.

Notas

[1] A resolução angular das imagens da HL Tauri foi similar à destas novas observações, mas como a TW Hydrae se encontra muito mais próximo da Terra, podemos observar maiores detalhes.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado "Ringed Substructure and a Gap at 1 AU in the Nearest Protoplanetary Disk", de S.M. Andrews et al., que foi publicado na revista da especialidade Astrophysical Journal Letters.

A equipa é composta por Sean M. Andrews (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, EUA), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, EUA) , Zhaohuan Zhu (Princeton University, Princeton, New Jersey, EUA), Tilman Birnstiel (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Alemanha), John M. Carpenter (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), Laura M. Peréz (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bona, Alemanha), Xue-Ning Bai (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, EUA), Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, EUA), A. Meredith Hughes (Wesleyan University, Van Vleck Observatory, Middletown, EUA), Andrea Isella (Rice University, Houston, Texas, EUA) e Luca Ricci (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, EUA).

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica 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 Astronómico 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 astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, 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 astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. 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 astronómico óptico 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 astronómico 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 eso1611, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

Sobre a Nota de Imprensa

Nº da Notícia:eso1611pt
Nome:TW Hydrae
Tipo:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016ApJ...820L..40A

Imagens

Imagem ALMA do disco em torno da estrela jovem TW Hydrae
Imagem ALMA do disco em torno da estrela jovem TW Hydrae
Imagem ALMA do disco que se encontra a formar planetas em torno da estrela jovem do tipo solar TW Hydrae
Imagem ALMA do disco que se encontra a formar planetas em torno da estrela jovem do tipo solar TW Hydrae
A região interior do disco protoplanetário da TW Hydrae observada pelo ALMA
A região interior do disco protoplanetário da TW Hydrae observada pelo ALMA

Vídeos

Imagem ALMA do disco em torno da estrela jovem TW Hydrae
Imagem ALMA do disco em torno da estrela jovem TW Hydrae

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