Os astrônomos dizem que tempestades magnéticas no gás
orbitando jovens estrelas podem explicar um mistério que tem persistido
desde antes de 2006.
© NASA/JPL-Caltech (loops magnéticos carregam gás e poeira no disco de formação de planetas)
Os
pesquisadores, usaram o telescópio espacial Spitzer da NASA para
estudar estrelas em desenvolvimento que tiveram um momento complicado
para entender por que as estrelas emitem mais luz infravermelha do que o
que era esperado. Os discos de formação de planetas, que circulam as
jovens estrelas são aquecidos pela luz das estrelas e brilham na luz
infravermelha, mas o Spitzer detectou uma luz infravermelha adicional
vindo de uma fonte desconhecida.
Uma nova
teoria, com base em modelos tridimensionais da formação de discos de
planetas sugere a resposta: O gás e a poeira suspensa acima dos discos
em gigantescos loops magnéticos como os vistos no Sol, absorvem a luz
das estrelas e brilha intensamente na luz infravermelha.
“Se
você pudesse de alguma maneira permanecer num desses discos de formação
de planetas e olhar para a estrela no centro, através da atmosfera do
disco, você poderia ver o que se pareceria com o pôr-do-Sol”, disse Neal
Turner do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na
Califórnia.
Os novos modelos descrevem melhor
como o material de formação de planetas ao redor das estrelas é agitado,
forjando seu caminho para a geração de futuros planetas, asteroides e
cometas.
Embora a ideia das atmosferas
magnéticas nos discos de formação de planetas não seja nova, essa é a
primeira vez que integraram isso ao mistério do excesso de luz
infravermelha observado. De acordo com Turner e seus colegas, as
atmosferas magnéticas são similares àquelas que ocorrem na superfície do
nosso Sol, onde linhas do campo magnético em movimento geram tremendas
proeminências solares em grandes loops.
As
estrelas nascem a partir do colapso de pacotes de enormes nuvens de gás e
poeira, em rotação à medida que eles mergulham sob a força da
gravidade. À medida que a estrela cresce de tamanho, mais material cai
da nuvem, e a rotação achata esse material num disco tubulento. No
final, planetas se aglomeram na parte de fora desse material.
Na
década de 1980, a missão Infrared Astronomical Satellite, um projeto
conjunto que incluía a NASA, começou a encontrar mais luz infravermelha
do que era esperado ao redor das estrelas jovens. Usando dados de outros
telescópios, os astrônomos notaram a presença de discos empoeirados do
material de formação de planetas. Mas eventualmente tem se tornado claro
que os discos sozinhos não eram suficientes para gerar a luz
infravermelha extra, especialmente no caso das estrelas com algumas
vezes a massa do Sol.
Uma teoria introduziu a
ideia de que ao invés de um disco, as estrelas eram circundadas por um
gigantesco halo empoeirado, que interceptou a luz visível da estrela e
irradiou novamente nos comprimentos de onda do infravermelho. Então,
recentes observações feitas com telescópios baseados em Terra, sugerem
que tanto um disco e um halo foram necessários. Finalmente, modelos
computacionais tridimensionais da turbulência nos discos mostram que os
discos devem ter uma superfície nebulosa, com camadas de gás de baixa
densidade suportando campos magnéticos, similares as proeminências
solares que suportam o campo magnético do Sol.
O
novo trabalho junta todos esses pedaços calculando como a luz das
estrelas cai através do disco e de sua atmosfera nebulosa. O resultado é
que a atmosfera absorve e re-irradia uma quantidade suficiente de toda a
luz infravermelha extra.
“O material
interceptado pela luz da estrela não localiza-se no halo, e nem no disco
tradicional, mas num disco de atmosfera suportado por campos
magnéticos”, disse Turner. “Essas atmosferas magnetizadas foram
previstas de se formarem à medida que o disco dirige gás para dentro se
chocando com a estrela em crescimento”.
Nos
próximos anos, os astrônomos testarão essas ideias sobre a estrutura dos
discos atmosféricos usando gigantescos telescópios baseados em Terra de
forma integrada como interferômetros. Um interferômetro combina e
processa dados de múltiplos telescópios para mostrar detalhes mais
nítidos do que um telescópio pode fazer sozinho. Os espectros do gás
turbulento nos discos também virão do telescópio SOFIA da NASA, do
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, e do
telescópio espacial James Webb da NASA depois de seu lançamento em 2018.
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