Orion hospeda um sistema protoplanetário estranhamente Wonky com 3 estrelas

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Uma nuvem de poeira e gás girando em torno de um sistema estelar infantil a 1.300 anos-luz de distância é como nenhum disco formador de planetas que vimos ainda. Ele consiste em três anéis, enrolados em torno de três estrelas – e todos os três anéis têm orientações diferentes, com o mais interno totalmente desalinhado dos outros dois.

É a primeira evidência direta de que esse desalinhamento – conhecido como ‘disc tearing’ e previsto na modelagem – pode ocorrer na natureza.

Mas, embora o Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) tenha realizado a observação mais detalhada do sistema, ainda não está claro exatamente como ocorreu o rompimento do disco.

O sistema, denominado GW Orionis, está localizado a cerca de 1.300 anos-luz de distância, na constelação de Orion. Ele consiste em duas estrelas, travadas em órbita em torno uma da outra a uma distância de aproximadamente uma unidade astronômica (a distância média entre a Terra e o Sol), com uma terceira estrela orbitando o par em uma órbita desalinhada a uma distância de oito unidades astronômicas.

Em torno das três estrelas, a gigantesca nuvem protoplanetária de poeira e gás se agita, com os anéis a distâncias de 46, 185 e 340 unidades astronômicas do centro do sistema.

Esse anel externo é o maior que já vimos em um sistema protoplanetário; para comparação, a distância média de Plutão ao Sol é de 39,5 unidades astronômicas.

Os discos protoplanetários, como o nome sugere, são o material a partir do qual os planetas se formam em torno de uma estrela. Primeiro, a estrela precisa se formar e crescer em um berçário estelar. Um nó de material em uma nuvem protoestelar colapsa gravitacionalmente e começa a girar. Isso forma um disco gigante de gás e poeira que alimenta a estrela em crescimento.

Quando este processo de formação está completo, o material restante no disco começa a se aglomerar e eventualmente formar planetas e outros corpos menores. É por isso que, em sistemas planetários como o nosso Sistema Solar, os planetas e cinturões de rochas estão alinhados mais ou menos ao longo de um plano plano, circulando o equador da estrela.

Em torno de sistemas de estrelas múltiplas, no entanto, o plano planetário geralmente está desalinhado com as órbitas de suas estrelas. Estudar os discos protoplanetários em torno de vários sistemas estelares pode nos ajudar a entender como esse desalinhamento acontece.

O estranho desalinhamento no disco protoplanetário em GW Orionis foi descoberto pela primeira vez em observações do ALMA em 2017.

gw orionisObservação ALMA (esquerda) e VLT (direita). ( ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), ESO / Exeter / Kraus et al. )

“Ficamos surpresos ao ver o forte desalinhamento do anel interno”, disse o astrônomo Jiaqing Bi, da Universidade de Victoria, no Canadá. “Mas a estranha deformação no disco é confirmada por um padrão retorcido que o ALMA mediu no gás do disco.”

Uma segunda equipe de astrônomos também fez observações mais detalhadas, usando o ALMA e o Very Large Telescope do European Southern Observatory.

“Em nossas imagens, vemos a sombra do anel interno no disco externo”, disse o astrônomo Stefan Kraus, da Universidade de Exeter, no Reino Unido.

“Ao mesmo tempo, o ALMA nos permitiu medir a forma precisa do anel que projeta a sombra. A combinação dessas informações nos permite derivar a orientação tridimensional do anel desalinhado e da superfície do disco empenada.”

Felizmente, embora o desalinhamento só tenha sido descoberto recentemente, GW Orionis tem sido monitorado desde 2008, e a terceira estrela do sistema foi  descoberta em 2011 . Isso deu aos pesquisadores vários anos de dados para reconstruir as órbitas do sistema.

Usando simulações de computador 3D do sistema, Kraus e sua equipe descobriram que as influências gravitacionais conflitantes das estrelas ao longo de diferentes planos foram capazes de produzir o rompimento do disco pronunciado visto em GW Orionis.

Mas Bi e sua equipe descobriram que o efeito gravitacional das travessuras orbitais das estrelas não é suficiente por si só para resultar nos anéis observados.

“Nossas simulações mostram que a atração gravitacional das estrelas triplas por si só não pode explicar o grande desalinhamento observado. Achamos que a presença de um planeta entre esses anéis é necessária para explicar por que o disco foi rasgado”, disse o astrônomo Nienke van der Marel, da a Universidade de Victoria.

“Este planeta provavelmente esculpiu uma lacuna de poeira e quebrou o disco na localização dos atuais anéis interno e externo.”

Se existisse tal planeta, seria o primeiro que encontraríamos orbitando três estrelas – mas é claro, é muito cedo para fazer tal afirmação. Observações futuras do sistema estão sendo preparadas para tentar resolver esse quebra-cabeça fascinante.

Fonte: sciencealert.com

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