Astrônomos descobrem disco estelar em forma de anel fora da Via Láctea pela primeira vez

Uma descoberta inovadora feita por astrónomos revelou um disco rotativo em torno de uma estrela massiva na Grande Nuvem de Magalhães, fornecendo novas informações sobre a formação estelar em diferentes ambientes galácticos. Uma equipe internacional de astrônomos relata a primeira descoberta de um disco giratório em torno de uma estrela em formação de grande massa em uma galáxia diferente da Via Láctea.

Os astrónomos descobriram um disco rotativo em torno de uma estrela massiva em formação na Grande Nuvem de Magalhães, a observação mais distante alguma vez feita. A descoberta, feita através do observatório ALMA e detalhada na revista Nature, revela diferenças importantes nos processos de formação estelar de diferentes galáxias, destacando que a Grande Nuvem de Magalhães é menos poeirenta e rica em metais do que a Via Láctea. Crédito da imagem: ESO/L. Calça

Este disco rodeia uma estrela jovem e massiva num berçário estelar chamado N180, localizado numa galáxia anã próxima chamada Grande Nuvem de Magalhães.

O disco está a 163.000 anos-luz de distância da Terra, tornando-o o disco mais distante em torno de uma estrela massiva já detectado diretamente.

Esta impressão artística mostra o sistema HH1177, localizado na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da nossa Via Láctea. O jovem e massivo objeto estelar que brilha no centro está coletando material do disco de poeira enquanto o ejeta em jatos poderosos. Crédito da imagem: ESO/M. Kornmesser

Fazendo observações inovadoras com o ALMA

Usando um parceiro do Observatório Europeu do Sul (ESO), o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile, investigadores observaram movimentos de gás em torno de um jovem objeto estelar na Grande Nuvem de Magalhães que são consistentes com um disco de acreção Kepler - um disco de acreção que promove o crescimento de estrelas através da injeção de material.

A equipa de investigação, liderada pela Universidade de Durham e incluindo astrónomos do Centro de Tecnologia de Astronomia do Reino Unido, publicou os resultados na revista Nature.

Quando o material é puxado em direção a uma estrela em crescimento, ele não pode cair diretamente sobre a estrela, mas se achata para formar um disco que orbita a estrela. Mais perto do centro da estrela, o disco gira mais rápido, e essa diferença de velocidade é a “arma de fumaça” que mostra aos astrônomos a existência de um disco de acreção.

Utilizando as capacidades combinadas do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) e do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro, observámos um disco em torno de uma estrela jovem e massiva noutra galáxia. A imagem à esquerda é uma observação do Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) no VLT, mostrando a nuvem-mãe LHA120-N180B na qual o sistema, denominado HH1177, foi observado pela primeira vez. A imagem do meio mostra os jatos que a acompanham. A metade superior do jato está ligeiramente em nossa direção, dando-lhe um deslocamento azul; a metade inferior está se afastando de nós, dando-lhe um desvio para o vermelho. As observações subsequentes do ALMA (à direita) revelaram um disco giratório em torno da estrela, com os lados do disco também se movendo na nossa direção e afastando-nos. Fonte: ESO/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/A.McLeodetal.

A autora principal do estudo, Dra. Anna McLeod, do Centro de Astronomia Extragaláctica da Universidade de Durham, disse: "Quando vi pela primeira vez evidências de estrutura rotativa nos dados do ALMA, não pude acreditar que havíamos detectado o primeiro disco de acreção extragaláctico; este foi um momento especial. Sabíamos que o disco era importante para a formação de estrelas e planetas na Via Láctea é crucial, e aqui, pela primeira vez, vemos evidências diretas disso em outra galáxia. Estamos em uma era de rápidos avanços em instalações e tecnologia astronómicas, e é realmente emocionante poder estudar como as estrelas se formam a distâncias tão grandes e em diferentes galáxias."

No centro deste mosaico está uma imagem realista do jovem sistema estelar HH1177, localizado na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia vizinha da Via Láctea. A imagem, obtida pelo Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) montado no Very Large Telescope (VLT) do European Southern Observatory, mostra jatos emanados da estrela. Os investigadores encontraram então evidências de um disco que rodeia a jovem estrela utilizando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro. A imagem à direita é uma impressão artística do sistema, mostrando os jatos e discos. Fonte: ESO/A.McLeodetal./M.Kornmesser

Características e impacto descobertos

Estrelas massivas se formam muito mais rápido e têm vida útil muito mais curta do que estrelas de menor massa como o Sol. Na nossa Via Láctea, estas estrelas massivas são notoriamente difíceis de observar, muitas vezes obscurecidas por material empoeirado à medida que um disco se forma à sua volta.

Ao contrário de discos circunstelares semelhantes na Via Láctea, este sistema é opticamente visível, provavelmente devido ao menor teor de poeira e metal no seu entorno. Isto permite aos astrónomos observar a dinâmica de acreção normalmente escondida atrás do gás e da poeira.

A análise do disco mostra que a distâncias maiores da estrela central, a região Kepleriana interna está em transição para material invaginado. Estima-se que a estrela tenha cerca de 15 vezes mais massa que o Sol.

Embora o disco da Via Láctea tenha muitas características familiares, surgem algumas diferenças intrigantes. O baixo teor de metal típico do LMC parece tornar o disco mais estável quando quebrado.