O coração de uma estrela recém-nascida, visto ao Raio-X

Inside a young star’s accretion disc
5 Julho 2012

As observações conjuntas de três telescópios espaciais, entre eles o telescópio de raios X da Agência Espacial Europeia (ESA), o XMM-Newton, revelaram o surpreendente comportamento de uma jovem estrela de tipo solar, que roda a grande velocidade enquanto expulsa plasma superaquecido.

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Credits: ESA - C. Carreau

O XMM-Newton, o telescópio da NASA, Chandra, e o japonês Suzaku oferecem assim novas pistas para entender uma questão fundamental na astronomia: como se formam as estrelas da classe do nosso sol.

Sabe-se que nascem a partir de nuvens de gás e pó, que ao colapsar em direção ao seu próprio centro de gravidade formam uma densa protoestrela rodeada por um disco de gás e pó.

A protoestrela continua a crescer à medida que o material do disco cai em direção a ela, atraído pela gravidade e a velocidades que chegam a alcançar várias centenas de quilómetros por segundo.

Uma pequena parte do material, no entanto, em vez de engordar a jovem estrela é expulso pelos seus polos norte e sul, em jatos que saem a grande velocidade.

Estes jatos podem ser muito variáveis, o que aponta para a existência de atividade energética nas regiões mais interiores do objeto.

A questão é que o denso revestimento de gás e pó que rodeia a estrela dificulta muito a visão do que se está a passar. Só os raios X podem atravessar esta capa densa e escura.

Monitorizando variações na intensidade dos raios X, emitidos pela jovem estrela de tipo solar V1647 Ori, os astrónomos deduziram o que poderá estar a acontecer por trás do manto de pó.

A estrela está a 1300 anos-luz de distância, na nebulosa McNeil, e foi observada pelos telescópios XMM-Newton, Chandra e Suzaku, durante dois episódios de atividade multianuais. O primeiro durou de 2003 a 2006; o segundo está a acontecer desde 2008.

Durante estas fases, a estrela aumenta de massa mais rapidamente do que o habitual, emite mais raios X e sofre um grande aumento de temperatura, até alcançar os 50 milhões de graus Celsius.

“Acreditamos que a atividade magnética na superfície estelar, ou à sua volta, é o que cria o plasma superaquecido”, diz Kenji Hamaguchi, autor principal do artigo científico, publicado no Astrophysical Journal.

“O que poderia manter este comportamento é a contínua torção, rotura e reconexão entre os campos magnéticos da estrela e o disco, que rodam a velocidades diferentes.

“A atividade magnética na superfície estelar também poderia ser causada pela acreção de material sobre ela”.

Os dados mostram também que na emissão de raios X há outra variação que se repete regularmente, com um período aproximado de apenas um dia.

Para uma estrela do tamanho da V1647 Ori, isto implica que esteja rodando à máxima velocidade possível, sem quebrar.

Enquanto a estrela roda, o material do disco cai sobre ela, em regiões com a forma de panquecas e situadas em pontos opostos da sua superfície.

“Cremos que o plasma superaquecido está localizado na superfície da estrela, que roda com um período de um dia”, diz Hamaguchi.

“As variações de fluxo que vemos devem-se, provavelmente, ao facto de que as regiões brilhantes emergem e desaparecem da nossa linha de visão”.

No entanto, o facto de que a emissão de raios X se produzir em batidas regulares, como se detetou em várias ocasiões, entre 2004 e a atualidade, sugere que apesar do comportamento caótico, a configuração a grande escala do sistema estrela-disco permanece estável durante anos.

“Estas observações da V1647 Ori, por este trio de satélites, ajudam-nos a entender melhor o que poderá estar a acontecer dentro dos discos de pó das estrelas em formação”, diz Norbert Schartel, Responsável Científico pelo XMM-Newton, da ESA.

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