Chandra fornece nova forma de diagnóstico quanto à existência de discos protoplanetários em torno de estrelas jovens

2003-06-06

Comparação dos espectros em raios-X de TW Hydrae (à direita) e HD98800 (à esquerda). Ambos os sistemas pertencem à associação estelar jovem também designada por TW Hydrae, formada há cerca de 10 milhões de anos. À esquerda, a ilustração mostra um disco circum-estelar em torno da estrela jovem TW Hydrae. Os raios-X são emitidos à medida que a matéria cai para a estrela, conduzida pelo campo magnético. À direita, HD98800, um sistema binário jovem no qual a estrela mais brilhante é responsável pela emissão de radiação X, que provém de pontos quentes na sua superfície, ou da sua coroa. Note as diferenças (compare as riscas A, B e C) nos dois espectros de raios-X. Crédito: NASA/CXC/RIT/M. Weiss/J. Kastner et al.
O satélite de raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
) observou dois sistemas jovens, a estrela
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
TW Hydrae e o sistema binário HD98800, ambos pertencentes ao aglomerado aberto também designado por TW Hydrae, com estrelas com uma idade de 10 milhões de anos. Observações anteriores no infravermelho
infravermelho
Região do espectro electromagnético compreendida entre os comprimentos de onda de 0,7 e 350 mícrones. Esta banda permite observar astros, fenómenos, ou processos físicos com temperaturas entre 10 e 5200 graus Kelvin.
, bem como a outros comprimentos de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
, mostraram que várias estrelas em TW Hydrae possuem discos de gás e poeira em seu redor. A uma distância de cerca de 180 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
da Terra, estes sistemas encontram-se entre os análogos ao nosso sistema solar
Sistema Solar
O Sistema Solar é constituído pelo Sol e por todos os objectos que lhe estão gravitacionalmente ligados: planetas e suas luas, asteróides, cometas, material interplanetário.
, quando jovem, mais próximos de nós.

De acordo com J. Kastner, do Instituto de Tecnologia de Rochester (EUA), os raios-X constituem um excelente meio para investigar os discos circum-estelares em torno de estrelas recém formadas. Kastner e seus colaboradores descobriram que a estrela TW Hydrae apresenta um espectro em raios-X (ver figura) que é indicador de que matéria no seu disco de acreção
disco de acreção
Disco composto por gás e poeira interestelares que pode circundar buracos negros, estrelas de neutrões, variáveis cataclísmicas, ou estrelas em formação.
se encontra em queda, controlada pelo campo magnético
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
, para a estrela central, formando pontos quentes na superfície da estrela. Em contrapartida, no caso de HD98800, a estrela mais brilhante do sistema é responsável pela radiação X. HD98800 é, na verdade, constituída por dois pares de estrelas, HD98800A e HD98800B. Cada um destes pares, com diâmetros orbitais comparáveis à distância Sol-Terra, orbitam em torno um do outro a uma distância equivalente à distância Sol-Plutão.

Este estudo mostra que a actividade de acreção
acreção
Designa-se por acreção a acumulação de matéria (gás e poeira) para um astro central, como por exemplo um buraco negro, uma estrela, uma galáxia, ou um planeta.
, isto é, da queda de material do disco para a estrela central, ocorre em níveis muito baixos no caso de HD98800A, o que sugere que os discos em torno das estrelas do sistema binário foram reduzidos significativamente, presumivelmente devido à formação de planetas
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
nesses mesmos discos, ou então destruídos por estrelas vizinhas, em apenas 10 milhões de anos.

Esta nova técnica de investigação dos discos circum-estelares baseia-se na capacidade dos espectrómetros
espectrómetro
O espectrómetro é um instrumento cuja função é medir os comprimentos de onda de um determinado espectro de luz, permitindo identificar as espécies químicas responsáveis pelas riscas existentes nesse espectro.
do Chandra em medir as energias dos raios-X com grande precisão. Por comparação do número de raios-X emitidos pelo gás quente, a energias bem especificadas, como o oxigénio ou o néon, a temperatura e densidade
densidade
Em Astrofísica, densidade é o mesmo que massa volúmica: é a massa por unidade de volume.
das partículas pode ser estimada. Assim, em princípio, esta técnica permite distinguir a actividade de acreção num disco circum-estelar da actividade coronal das estrelas jovens, no que toca à verdadeira origem da emissão de raios-X nestes objectos estelares jovens
YSO (do inglês Young Stellar Object)
Designa-se por objecto estelar jovem qualquer estrela que tenha evoluído para além da fase de proto-estrela, mas que não seja ainda uma estrela da sequência principal. Ou seja, uma estrela que ainda não acumulou a totalidade da sua massa, mas cujo brilho já é produzido pelas reacções nucleares no interior do seu núcleo. As estrelas do tipo T Tauri e as estrelas do tipo Herbig Ae/Be são exemplos de objectos estelares jovens.
.

Estes resultados sugerem que os discos circum-estelares podem evoluir rapidamente, aí formando planetas, ou sendo destruídos por encontros próximos com estrelas vizinhas.

Fonte da notícia: http://chandra.harvard.edu/press/03_releases/press_052603.html