A ilustração de um disco circunstancial de um artista em torno de uma estrela massiva. Crédito da imagem: NAOJ Clique para ampliar
Um grupo internacional de astrônomos usou o Coronagraphic Imager for Adaptive Optics (CIAO) no telescópio Subaru no Havaí para obter imagens muito nítidas de luz polarizada no infravermelho do local de nascimento de uma proto-estrela maciça conhecida como Becklin-Neugebauer (BN) a uma distância de 1500 anos-luz do Sol. As imagens do grupo levaram à descoberta de um disco em torno dessa estrela recém-formada. Essa descoberta, descrita em detalhes na edição de 1 de setembro da Nature, aprofunda nossa compreensão de como as estrelas massivas se formam.
O grupo de pesquisa, que inclui astrônomos do Observatório da Montanha Roxa, China, Observatórios Astronômicos Nacionais do Japão e Universidade de Hertfordshire, Reino Unido, explorou a região próxima ao objeto Becklin-Neugebauer e analisou como a luz infravermelha é afetada pela poeira. Para fazer isso, eles tiraram uma imagem de luz polarizada do objeto em um comprimento de onda de 1,6 micrômetros (a banda H da luz infravermelha). Imagens do brilho do objeto apenas mostram uma distribuição circular de luz. No entanto, uma imagem da polarização da luz mostra uma forma de borboleta que revela detalhes indetectáveis observando apenas a distribuição do brilho. Para entender o ambiente ao redor da estrela e o que a forma da borboleta implica, os astrônomos criaram um modelo de computador para comparação, juntamente com um esquema da formação de estrelas. Esses modelos mostram que a forma da borboleta é a assinatura de um disco e uma estrutura de vazão próxima à estrela recém-nascida.
Essa descoberta é a evidência mais concreta para um disco em torno de uma estrela jovem e maciça e mostra que estrelas massivas como o objeto BN (que é cerca de sete vezes a massa do Sol) se formam da mesma forma que estrelas de menor massa como o Sol.
Existem duas teorias principais para explicar a formação de estrelas massivas. O primeiro afirma que estrelas massivas são o resultado de fusões de várias estrelas de baixa massa. O segundo diz que eles são formados por colapso gravitacional e acúmulo de massa dentro de discos circunstelares. Estrelas de menor massa como o Sol provavelmente se formaram através do segundo método. A teoria do colapso-acreção assume que um sistema tem uma estrela associada a uma vazão bipolar, um disco circunstelar e um envelope, enquanto a teoria da fusão não. A presença ou ausência de tais estruturas pode distinguir entre os dois cenários de formação.
Até recentemente, havia poucas evidências observacionais diretas em apoio a qualquer teoria da formação massiva de estrelas. Isso ocorre porque, diferentemente das estrelas de menor massa, as estrelas massivas recém-formadas são tão raras e tão distantes de nós que têm sido difíceis de observar. Grandes telescópios e óptica adaptativa, que melhoram muito a nitidez da imagem, agora permitem observar esses objetos com uma nitidez sem precedentes. A polarimetria infravermelha de alta resolução é uma ferramenta especialmente poderosa para investigar o ambiente escondido atrás do brilho intenso de uma estrela massiva.
A polarização - a direção na qual as ondas de luz oscilam à medida que fluem para longe de um objeto - é uma característica importante da radiação. A luz do sol não possui uma direção preferida de oscilação, mas pode se polarizar quando dispersa pela atmosfera terrestre ou após refletir na superfície da água. Uma ação semelhante ocorre em uma nuvem circunstancial em torno de uma estrela recém-nascida. A estrela ilumina seu entorno - o disco circunstelar, o envelope e as paredes da cavidade formadas pelas correntes de saída. A luz pode viajar livremente dentro da cavidade e depois refletir em suas paredes. Essa luz refletida se torna altamente polarizada. Por outro lado, o disco e o envelope são relativamente opacos à luz. Isso reduz a polarização da luz proveniente dessas regiões.
O sucesso do grupo em detectar evidências de um disco e vazão em torno do objeto BN por meio de polarimetria infravermelha de alta resolução sugere que a mesma técnica pode ser aplicada a outras estrelas em formação. Isso permitiria aos astrônomos obter uma descrição observacional abrangente da formação de estrelas massivas maiores que dez vezes a massa do Sol.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NAOJ
