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Os astrônomos descobriram um disco giratório em torno de uma estrela em formação de grande massa na Grande Nuvem de Magalhães, marcando a observação mais distante desse tipo. Esta descoberta, feita através do observatório ALMA e detalhada na Nature, revela diferenças importantes no processo de formação estelar em diferentes galáxias, destacando o menor teor de poeira e metal na Grande Nuvem de Magalhães em comparação com a nossa Via Láctea.
Uma descoberta inovadora feita por astrónomos revela um disco rotativo em torno de uma estrela de grande massa na Grande Nuvem de Magalhães, oferecendo novas informações sobre a formação estelar em diferentes ambientes galácticos.
Uma equipe internacional de astrônomos relatou a primeira detecção de uma estrutura de disco giratório em torno de uma estrela em formação de grande massa fora de nossa Terra. via Láctea em outra galáxia.
O disco rodeia uma jovem estrela massiva localizada num berçário estelar chamado N180, residente numa galáxia anã vizinha chamada Grande Nuvem de Magalhães.
A uma distância de 163.000 anos-luz da Terra, este é o disco mais distante em torno de uma estrela massiva já detectado diretamente.
Esta impressão artística mostra o sistema HH 1177, que está localizado na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da nossa. O jovem e massivo objeto estelar que brilha no centro está coletando matéria de um disco de poeira, ao mesmo tempo que expele matéria em jatos poderosos. Crédito: ESO/M. Kornmesser
Observações inovadoras com o ALMA
Usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile, onde o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro, os investigadores observaram movimentos no gás em torno de um jovem objeto estelar na Grande Nuvem de Magalhães consistente com um disco de acreção Kepleriano – o tipo que alimenta o crescimento de estrelas através da queda de material.
Liderada pela Universidade de Durham e incluindo astrônomos do Centro de Tecnologia de Astronomia do Reino Unido, as descobertas da equipe foram publicadas na revista Natureza.
À medida que a matéria é puxada em direção a uma estrela em crescimento, ela não pode cair diretamente sobre ela; em vez disso, ele se achata em um disco giratório ao redor da estrela. Mais perto do centro, o disco gira mais rápido, e essa diferença de velocidade é a prova fumegante que mostra aos astrônomos que um disco de acreção está presente.
Com as capacidades combinadas do Very Large Telescope (VLT) do ESO e do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro, foi observado um disco em torno de uma jovem estrela massiva noutra galáxia. Observações do Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) montado no VLT, à esquerda, mostram a nuvem-mãe LHA 120-N 180B na qual este sistema, denominado HH 1177, foi observado pela primeira vez. A imagem ao centro mostra os jatos que a acompanham. A parte superior do jato está ligeiramente apontada para nós e, portanto, desviada para o azul; o inferior está se afastando de nós e, portanto, desviado para o vermelho. As observações do ALMA, à direita, revelaram então o disco giratório em torno da estrela, de forma semelhante, com os lados movendo-se na nossa direção e afastando-nos. Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. McLeod et al.
Insights do pesquisador principal
A autora principal do estudo, Dra. Anna McLeod, do Centro de Astronomia Extragaláctica da Universidade de Durham, disse: “Quando vi pela primeira vez evidências de uma estrutura rotativa nos dados do ALMA, não pude acreditar que havíamos detectado o primeiro disco de acreção extragaláctica; Foi um momento especial.
“Sabemos que os discos são vitais para a formação de estrelas e planetas na nossa galáxia e aqui, pela primeira vez, vemos evidências diretas disso noutra galáxia.
“Estamos em uma era de rápido avanço tecnológico quando se trata de instalações astronômicas.
“Ser capaz de estudar como as estrelas se formam a distâncias tão incríveis e numa galáxia diferente é muito emocionante.”
Este mosaico mostra, no seu centro, uma imagem real do jovem sistema estelar HH 1177, na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da Via Láctea. A imagem foi obtida com o Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO e mostra jatos sendo lançados a partir da estrela. Os investigadores usaram então o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro, para encontrar evidências de um disco que rodeia a jovem estrela. Uma impressão artística do sistema, mostrando os jatos e o disco, é mostrada no painel direito. Crédito: ESO/A. McLeod et al./M. Kornmesser
Características e implicações da descoberta
Estrelas massivas, como a observada aqui, formam-se muito mais rapidamente e vivem vidas muito mais curtas do que estrelas de baixa massa como o nosso Sol.
Na nossa galáxia, estas estrelas massivas são notoriamente difíceis de observar e são muitas vezes obscurecidas pela matéria empoeirada a partir da qual se formam no momento em que um disco se forma à sua volta.
Ao contrário de discos circunstelares semelhantes na Via Láctea, este sistema é opticamente visível, provavelmente devido ao menor teor de poeira e metal do ambiente circundante. Isto dá aos astrónomos uma ideia da dinâmica de acreção que normalmente está escondida atrás de véus de gás e poeira.
A análise do disco sugere uma região Kepleriana interna em transição para material em queda a distâncias maiores da estrela central. Estima-se que a estrela tenha cerca de 15 vezes a massa do nosso Sol.
Embora apresentem muitas características familiares dos discos da Via Láctea, também surgem algumas diferenças intrigantes.
O baixo teor de metal típico do LMC parece tornar o disco mais estável contra a fragmentação.
A detecção bem sucedida deste disco circunstelar extragaláctico aumenta as perspectivas de encontrar mais sistemas deste tipo com o ALMA e o próximo Next Generation Very Large Array (ngVLA).
O estudo da formação de estrelas e discos em diferentes ambientes galácticos ajudará a completar a nossa compreensão das origens estelares.
Para mais informações sobre esta descoberta, consulte Astrônomos descobrem um disco de formação de planetas em outra galáxia.
Usando o ALMA, os astrónomos encontraram pela primeira vez um disco em torno de uma jovem estrela fora da nossa galáxia. Este vídeo resume a descoberta. Crédito: ESO
Referência: “Um provável disco Kepleriano alimentando uma jovem estrela massiva opticamente revelada” por Anna F. McLeod, Pamela D. Klaassen, Megan Reiter, Jonathan Henshaw, Rolf Kuiper e Adam Ginsburg, 29 de novembro de 2023, Natureza.
DOI: 10.1038/s41586-023-06790-2