Vapor de água salgada envolve estrelas bebês gigantes

Descoberta sugere que o sal pode ser um marcador associado à formação dessas estrelas

Concepção artística do sistema binário em formação IRAS 16547-4247: presença de cloreto de sódio e vapor d'água. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Usando o telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astrônomos avistaram um par de estrelas bebês enormes crescendo em uma sopa cósmica salgada. Cada estrela é envolta por um disco gasoso, que inclui moléculas de cloreto de sódio (o popular sal de cozinha) e vapor de água a temperatura elevada. Analisando as emissões de rádio do sal e da água, a equipe descobriu que os discos estão girando em sentido contrário.

O estudo que aborda essa descoberta foi publicado na revista “The Astrophysical Journal Letters”.

Esta é a segunda detecção de sal em torno de estrelas massivas jovens. Isso sugere que o sal é um excelente marcador para explorar os arredores mais próximos de estrelas bebês gigantes.

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As estrelas bebês IRAS 16547-4247 estão localizadas a 9.500 anos-luz de distância, na constelação de Escorpião. A massa total das estrelas é estimada em 25 vezes a massa do Sol. Elas estão envoltas em uma nuvem gigantesca com uma massa de 10 mil Sóis.

Emissões de rádio

Existem estrelas de muitas massas diferentes no universo. As menores têm apenas um décimo da massa do Sol, enquanto as maiores têm dez vezes ou mais massa do que o Sol. Independentemente da massa, todas as estrelas se formam em nuvens cósmicas de gás e poeira.

Os astrônomos têm estudado avidamente as origens das estrelas. No entanto, o processo de formação de estrelas massivas permanece um mistério. Isso ocorre porque os locais de formação dessas estrelas estão localizados mais longe da Terra, e nuvens enormes cercam estrelas massivas bebês com estruturas complicadas. Esses dois fatores impedem os astrônomos de obter uma visão clara de estrelas massivas jovens e seus locais de formação.

Uma equipe de astrônomos liderados por Kei Tanaka no Observatório Astronômico Nacional do Japão utilizou o ALMA para investigar o ambiente onde estrelas massivas estão se formando. Eles observaram o enorme sistema binário jovem IRAS 16547-4247.

A equipe detectou emissões de rádio de uma ampla variedade de moléculas. Particularmente, o cloreto de sódio (NaCl) e a água quente (H2O) estão associados perto de cada estrela, ou seja, o disco circunstelar. Por outro lado, outras moléculas como o cianeto de metila (CH3CN), que os astrônomos comumente observaram em estudos anteriores de estrelas massivas jovens, foram detectadas mais afastadas, mas não há traços delas em estruturas nas proximidades das estrelas.

Imagem composta do IRAS 16547-4247. As cores mostram as diferentes distribuições de partículas de poeira (amarelo), cianeto de metila (CH3CN, vermelho), sal (NaCl, verde) e vapor de água quente (H2O, azul). As inserções inferiores são as visualizações em close-up de cada componente. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tanaka et al.
Bom marcador

“O cloreto de sódio é familiar para nós como sal de cozinha, mas não é uma molécula comum no universo”, diz Tanaka. “Esta foi apenas a segunda detecção de cloreto de sódio em torno de estrelas jovens massivas. O primeiro exemplo foi em torno da Fonte I de Orion KL, mas essa é uma fonte tão peculiar que não tínhamos certeza se o sal é adequado para ver discos de gás ao redor de estrelas massivas. Nossos resultados confirmaram que o sal é realmente um bom marcador. Como as estrelas bebês ganham massa por meio de discos, é importante estudar o movimento e as características dos discos para entender como essas estrelas crescem.”

Uma investigação mais aprofundada dos discos mostra uma pista interessante sobre a origem do par. “Encontramos um sinal provisório de que os discos estão girando em direções opostas”, explica Yichen Zhang, pesquisador do instituto de pesquisa científica japonês Riken. Se as estrelas nascem como gêmeas em um grande disco gasoso comum, os discos giram naturalmente na mesma direção. “A rotação contrária dos discos pode indicar que essas duas estrelas não são gêmeas reais, mas um par de estranhas que se formaram em nuvens separadas e emparelhadas posteriormente.”

Estrelas massivas quase sempre têm algumas companheiras. Portanto, é fundamental investigar a origem de sistemas binários massivos. A equipe espera que observações e análises adicionais forneçam informações mais confiáveis ​​sobre seus segredos de nascimento.

Moléculas liberadas

A presença de vapor de água aquecido e cloreto de sódio, liberados pela destruição de partículas de poeira, sugere a natureza quente e dinâmica dos discos em torno de estrelas massivas bebês. Curiosamente, as investigações de meteoritos indicam que o disco inicial do Sistema Solar também experimentou altas temperaturas, em meio ao que as partículas de poeira evaporaram.

Os astrônomos poderão rastrear bem essas moléculas liberadas de partículas de poeira usando o futuro supertelescópio Very Large Array, atualmente em planejamento. A equipe prevê que poderá até obter pistas para entender a origem do Sistema Solar estudando discos quentes com cloreto de sódio e vapor de água quente.

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