Um sistema múltiplo observado no momento de sua formação

Marcelo M. Guimarães
30/10/2016

Ao se fazer a estatística de multiplicidade estelar percebe-se que a maioria das estrelas possuem uma companheira, ou seja, a maioria das estrelas fazem parte de um sistema binário ou múltiplo. Há indícios de que essa estatística seja de 100% para estrelas massivas (mais que 10 massas solares) e chega a cerca de 50% para estrelas do tipo solar. Além disso, a cada dia que passa mais exoplanetas são descobertos e poderíamos pensar então que todas as estrelas possuem companheiras(os), sejam elas estrelas ou sejam eles planetas. Por trás desse resultado esconde-se a conservação do momento angular. No caso do Sistema Solar, 99% da massa está concentrada no Sol enquanto 99% do momento angular está nos planetas.

Atualmente existem dois modelos teóricos que tentam explicar a formação de sistemas múltiplos. Um deles está relacionado com a fragmentação da nuvem molecular gigante. Quando a densidade começa a aumentar, devido ao colapso gravitacional, pedaços da nuvem se fragmentam e formam sistemas de estrelas que interagem gravitacionalmente. Esses sistemas múltiplos possuem grandes separações, da ordem de mil Unidades Astronômicas (UA) [2]. O outro modelo ajuda a explicar a formação de sistemas múltiplos com pequenas separações, da ordem de poucas centenas de UA. Ele consiste na fragmentação do disco protoplanetário ao redor da estrela em formação. Instabilidades gravitacionais surgem nesse disco de gás e poeira, disparando a formação de uma nova estrela (ou planeta).

A figura que ilustra essa matéria foi obtida com os radiotelescópios ALMA [3] e VLA [4] pelo time liderado por John Tobin da Universidade de Oklahoma [5]. Ela mostra evidências diretas do mecanismo de fragmentação do disco protoplanetário. Na imagem é possível ver um sistema triplo com cerca de apenas 150 mil anos, ou seja, ainda em estágio de formação. O objeto é conhecido como L1448 IRS3B, está a cerca de 750 anos-luz de distância do Sol, em uma nuvem de gás molecular na direção da constelação de Perseu.

As duas protoestrelas no centro da imagem estão distantes cerca de 61 UA uma da outra e distantes cerca de 183 UA da terceira protoestrela, à esquerda na imagem. Os autores inferiram uma massa de 0,3 massas solares para o disco ao redor das protoestrelas, cerca de 1 massa solar total para as duas protoestrelas centrais e uma massa mínima de 0,085 massas solares para a terceira protoestrela. Ao longo do tempo, gás do disco protoplanetário vai se somar à massa desses objetos, fazendo com que a massa final de cada uma seja maior do que a inferida em tão tenra idade. Na imagem também é possível ver uma estrutura espiral no disco e os resultados da pesquisa indicam que ele é susceptível à fragmentação em uma escala de distância compatível com a separação da terceira protoestrela (150 a 320 UA), em acordo com os modelos recentes de fragmentação de discos protoestelares.

[1] Crédito da imagem: Bill Saxton, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NRAO/AUI/NSF.

[2] Unidade Astronômica: medida de distância usada na astronomia que equivale à distância entre a Terra e o Sol, cerca de 150 milhões de km.

[3] ALMA – Atacama Large Millimeter Array. URL: http://www.almaobservatory.org.

[4] VLA – Very Large Array. URL: http://www.vla.nrao.edu.

[5] JJ Tobin et al. A triple protostar system formed via fragmentation of a gravitationally unstable disk. Nature 538, 483 (2016).

Como citar este artigo: Marcelo M. Guimarães. Um sistema múltiplo observado no momento de sua formação. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2016/10/um-sistema-multiplo-observado-no-momento-de-sua-formacao/. Publicado em 30 de outubro (2016).

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