O ALMA revela locais de construção planetária

Novas evidências apontam para a existência de jovens planetas em discos que rodeiam estrelas jovens

Os astrónomos utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para descobrir diferenças importantes entre as cavidades existentes no gás e na poeira em discos que rodeiam quatro estrelas jovens. Estas novas observações dão-nos as mais claras indicações conseguidas até à data de que planetas com várias vezes a massa de Júpiter se formaram recentemente nestes discos. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Kornmesser

Os astrónomos utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para descobrir diferenças importantes entre as cavidades existentes no gás e na poeira em discos que rodeiam quatro estrelas jovens. Estas novas observações dão-nos as mais claras indicações conseguidas até à data de que planetas com várias vezes a massa de Júpiter se formaram recentemente nestes discos. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Kornmesser

Existem planetas em órbita de quase todas as estrelas, no entanto os astrónomos ainda não compreendem bem como — e sob que condições — é que estes corpos se formam. Para responder a estas perguntas, foi feito um estudo dos discos em rotação de gás e poeira que se situam em torno de estrelas jovens e a partir dos quais se formam os planetas. Como estes discos são pequenos e encontram-se muito distantes da Terra, foi necessário utilizar o ALMA para revelar os seus segredos.

Os astrónomos utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para descobrir diferenças importantes entre as cavidades existentes no gás e na poeira em discos que rodeiam quatro estrelas jovens. Estas novas observações dão-nos as mais claras indicações conseguidas até à data de que planetas com várias vezes a massa de Júpiter se formaram recentemente nestes discos.  Este diagrama mostra como é que a poeira (a castanho) e o gás (a azul) se distribuem em torno da estrela e como é que um planeta jovem se encontra a limpar a cavidade central. Créditos: ESO/M. Kornmesser

Os astrónomos utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para descobrir diferenças importantes entre as cavidades existentes no gás e na poeira em discos que rodeiam quatro estrelas jovens. Estas novas observações dão-nos as mais claras indicações conseguidas até à data de que planetas com várias vezes a massa de Júpiter se formaram recentemente nestes discos. Este diagrama mostra como é que a poeira (a castanho) e o gás (a azul) se distribuem em torno da estrela e como é que um planeta jovem se encontra a limpar a cavidade central. Créditos: ESO/M. Kornmesser

Uma classe especial destes discos, os discos transitórios, possui uma falta surpreendente de poeira nos seus centros, na região em torno da estrela. Duas ideias principais foram adiantadas para explicar estas estranhas cavidades na poeira dos discos. A primeira diz que ventos estelares fortes e radiação intensa poderiam ter soprado para longe ou mesmo destruído o material circundante. Alternativamente, planetas jovens massivos em processo de formação poderão também ter limpo o material à medida que orbitam a estrela.

A sensibilidade sem paralelo e a nitidez de imagem do ALMA permitiram a uma equipa de astrónomos, liderada por Nienke van der Marel do Observatório de Leiden, Holanda, mapear de modo muito rigoroso a distribuição do gás e poeira em quatro discos transitórios. Este estudo permitiu à equipa escolher pela primeira vez entre as duas diferentes opções que poderão causar estas cavidades na poeira dos discos.

Esta image combina uma vista da poeira situada em torno da jovem estrela DoAr 44 (a laranja) com uma imagem do material gasoso (a azul). O buraco mais pequeno no gás interno informa-nos da presença de um jovem planeta a limpar o disco. Créditos: ALMA (ESO/NOAJ/NRAO)

Esta image combina uma vista da poeira situada em torno da jovem estrela DoAr 44 (a laranja) com uma imagem do material gasoso (a azul). O buraco mais pequeno no gás interno informa-nos da presença de um jovem planeta a limpar o disco. Créditos: ALMA (ESO/NOAJ/NRAO)

Estas novas imagens mostram que existem quantidades significativas de gás no interior das cavidades da poeira. No entanto, e para surpresa da equipa, o gás possui também ele uma cavidade, embora esta seja até cerca de três vezes mais pequena que a da poeira.

Este resultado só pode ser explicado pelo cenário de planetas massivos recém formados que limpam o gás à medida que viajam nas suas órbitas, mas que capturam as partículas de poeira mais longe.

“Observações anteriores apontavam já para a presença de gás no interior dos espaços vazios de poeira,” explica Nienke van der Marel. “Mas como o ALMA consegue obter imagens do material no disco inteiro com muito mais detalhe do que outras infraestruturas de observação, pudemos excluir o outro cenário alternativo. Os espaços vazios apontam claramente para a presença de planetas com várias vezes a massa de Júpiter, que criam esta espécie de “cavernas” à medida que varrem o disco.”

Surpreendentemente, estas observações foram feitas usando apenas um décimo do atual poder resolvente do ALMA, já que foram executadas quando metade da rede se encontrava ainda em construção no Planalto do Chajnantor, no norte do Chile.

Esta image combina uma vista da poeira situada em torno da jovem estrela DoAr 44 (a laranja) com uma imagem do material gasoso (a azul). O buraco mais pequeno no gás interno informa-nos da presença de um jovem planeta a limpar o disco. Créditos: ALMA (ESO/NOAJ/NRAO)

Esta image combina uma vista da poeira situada em torno da jovem estrela DoAr 44 (a laranja) com uma imagem do material gasoso (a azul). O buraco mais pequeno no gás interno informa-nos da presença de um jovem planeta a limpar o disco. Créditos: ALMA (ESO/NOAJ/NRAO)

Estudos adicionais são agora necessários para determinar se os discos mais tradicionais também apontam para este cenário de planetas que limpam o disco, embora outras observações já obtidas com o ALMA tenham também entretanto dado aos astrónomos novas pistas sobre o complexo processo de formação planetária.

“Todos os discos transitórios estudados até agora que apresentam estas enormes cavidades na poeira, possuem também cavidades no gás. Por isso, com o ALMA podemos agora descobrir onde e quando é que planetas gigantes se estão a formar nestes discos e comparar estes resultados com os modelos de formação planetária,” diz Ewine van Dishoeck, também da Universidade de Leiden e do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre em Garching. “Detecções planetárias diretas estão já ao alcance dos atuais instrumentos e a próxima geração de telescópios que se encontra atualmente em construção, tal como o European Extremely Large Telescope, poderá ir muito mais além. O ALMA está a dizer-nos para onde é que estes telescópios devem apontar.”

Fonte: Observatório Europeu do Sul – ESO

VLT revisita uma interessante colisão cósmica

O Very Large Telescope do ESO, instalado no Observatório do Paranal, obteve novas imagens que revelam a espectacular consequência de uma colisão cósmica com 360 milhões de anos. Entre os restos que rodeiam a galáxia elíptica NGC 5291, que pode ser vista no centro da imagem, encontra-se uma jovem galáxia anã rara e misteriosa, observada como um nodo brilhante à direita. Este objeto dá aos astrónomos uma excelente oportunidade de aprender mais sobre galáxias semelhantes que se pensa serem comuns no Universo primordial, mas que são normalmente muito ténues e se encontram muito distantes para poderem ser observadas com os telescópios atuais. Créditos: ESO

O Very Large Telescope do ESO, instalado no Observatório do Paranal, obteve novas imagens que revelam a espectacular consequência de uma colisão cósmica com 360 milhões de anos. Entre os restos que rodeiam a galáxia elíptica NGC 5291, que pode ser vista no centro da imagem, encontra-se uma jovem galáxia anã rara e misteriosa, observada como um nodo brilhante à direita. Este objeto dá aos astrónomos uma excelente oportunidade de aprender mais sobre galáxias semelhantes que se pensa serem comuns no Universo primordial, mas que são normalmente muito ténues e se encontram muito distantes para poderem ser observadas com os telescópios atuais. Créditos: ESO

A NGC 5291, a oval difusa e dourada que domina o centro desta imagem, é uma galáxia elíptica situada a quase 200 milhões de anos-luz de distância na constelação do Centauro. Há cerca de 360 milhões de anos atrás, a NGC 5291 esteve envolvida numa colisão dramática e violenta quando outra galáxia que viajava a altas velocidades chocou contra o seu núcleo. O choque cósmico originou a ejeção de enormes quantidades de gás para o espaço próximo que, mais tarde, deram origem à formação de um anel em torno da NGC 5291.

Com o tempo, o material deste anel juntou-se e colapsou para formar muitas regiões de formação estelar e várias galáxias anãs, que aparecem como regiões brancas e azuis pálidas espalhadas em torno da NGC 5291 nesta nova imagem obtida pelo instrumento FORS, montado no VLT. O nodo de matéria mais massivo e luminoso, à direita da NGC 5291, é uma destas galáxias anãs, conhecida por NGC 5291N.

Pensa-se que a Via Láctea, como todas as galáxias grandes, se formou nos primórdios do Universo a partir da fusão de várias galáxias anãs mais pequenas. Estas galáxias pequenas, se sobrevivem por si próprias até aos nossos dias, contêm normalmente muitas estrelas extremamente velhas.

Esta imagem de grande angular mostra o céu em torno da galáxia NGC 5291. Este sistema interagiu com outras galáxias e encontra-se rodeado por restos de material deixados de encontros anteriores. Algum desse material está agora a formar galáxias anãs ricas em estrelas jovens. Esta imagem foi criada a partir de dados do Digitized Sky Survey 2. Podem ser vistas na imagem muitas outras galáxias. Créditos: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Esta imagem de grande angular mostra o céu em torno da galáxia NGC 5291. Este sistema interagiu com outras galáxias e encontra-se rodeado por restos de material deixados de encontros anteriores. Algum desse material está agora a formar galáxias anãs ricas em estrelas jovens. Esta imagem foi criada a partir de dados do Digitized Sky Survey 2. Podem ser vistas na imagem muitas outras galáxias. Créditos: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

No entanto, a NGC 5291N parece não conter nenhuma estrela velha. Observações detalhadas obtidas com o espectrógrafo MUSE mostraram também que as regiões mais exteriores da galáxia possuem propriedades tipicamente associadas com a formação de novas estrelas, mas o que é observado não é predito pelos atuais modelos teóricos. Os astrónomos suspeitam que estes aspectos invulgares possam ser o resultado de colisões massivas de gás na região.

A NGC 5291N não se parece com uma galáxia anã típica, antes pelo contrário, partilha um número impressionante de semelhanças com as estruturas que aparecem no seio de muitas galáxias com formação estelar ativa no Universo distante, o que a torna um sistema único no nosso Universo local e um importante laboratório para o estudo de galáxias primordiais ricas em gás, as quais estão normalmente demasiado distantes para se poderem observar de forma detalhada com os telescópios atuais.

Este sistema invulgar foi já observado anteriormente por uma grande quantidade de observatórios colocados no solo, incluindo o telescópio de 3,6 metros do ESO, instalado no Observatório de La Silla. No entanto, as capacidades do MUSE, do FORS e do Very Large Telescope só agora nos permitiram determinar algumas das propriedades e história da NGC 5291N.

Observações futuras, incluindo as que serão obtidas com o European Extremely Large Telescope (E-ELT), permitirão aos astrónomos desvendar ainda melhor os restantes mistérios desta galáxia anã.

Fonte: Observatório Europeu do Sul (ESO)

Artigo acerca do OLA, publicado na Revista “Astronomia de Amadores”

apaa50
Na edição nº 50 da revista “Astronomia de Amadores”, publicada pela Associação Portuguesa de Astrónomos Amadores, pode ler um artigo acerca do OLA, da autoria de Nelson Nunes, astrofísico e um dos sócios promotores do OLA. Neste artigo, que começa na pagina 29, pode ficar a saber mais sobre o processo de nascimento deste projecto, o Observatório do Lago Alqueva.

Aqui fica o link:
http://apaa.co.pt/Rev50/Rev50.pdf