Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrónomos capturaram uma imagem de alta resolução de HL Tauri, uma jovem estrela na constelação de Touro.
Anéis de poeira ao redor de HL Tauri, com padrões de linhas mostrando a orientação da luz polarizada. Crédito da imagem: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/Stephens e outros.
HL Tauri fica na direção da constelação de Touro, a uma distância de 450 anos-luz.
Também conhecida como EPIC 210690913, HH 150 ou TIC 353752575, acredita-se que a estrela tenha menos de 100.000 anos.
O disco protoplanetário em torno de HL Tauri é invulgarmente massivo e brilhante, o que o torna um excelente local para procurar sinais de formação de planetas.
“A formação planetária é um processo complexo que ainda não compreendemos totalmente”, afirmaram o astrónomo Ian Stephens, da Worcester State University, e os seus colegas.
“Durante este processo, os grãos de poeira no disco aumentam de tamanho à medida que colidem e aderem uns aos outros, fazendo com que cresçam lentamente para se tornarem potencialmente objetos semelhantes aos do nosso Sistema Solar.”
“Uma das maneiras de estudar os grãos de poeira nessas estruturas complexas é observar a orientação das ondas de luz que eles emitem, o que é conhecido como polarização.”
Estudos anteriores de HL Tauri mapearam esta polarização, mas o Dr. Stephens e co-autores capturaram uma imagem de polarização de HL Tauri com detalhes sem precedentes.
A imagem resultante é baseada em 10x mais medições de polarização do que qualquer outro disco e 100x mais medições do que a maioria dos discos.
É de longe a imagem de polarização mais profunda de qualquer disco capturada até agora.
“A imagem foi capturada com uma resolução de 5 unidades astronômicas (UA), que é aproximadamente a distância do Sol a Júpiter”, disseram os astrônomos.
“As observações anteriores de polarização tinham uma resolução muito mais baixa e não revelaram os padrões sutis de polarização dentro do disco.”
“Por exemplo, descobrimos que a quantidade de luz polarizada é maior num lado do disco do que no outro, o que provavelmente se deve a assimetrias na distribuição dos grãos de poeira ou às suas propriedades através do disco.”
“Os grãos de poeira nem sempre são esféricos. Eles podem ser achatados como uma panqueca grossa ou alongados como um grão de arroz.”
“Quando a luz é emitida ou dispersa por estes grãos de poeira, ela pode tornar-se polarizada, o que significa que as ondas de luz são orientadas numa direção específica, em vez de apenas aleatoriamente.”
“Estes novos resultados sugerem que os grãos se comportam mais como grãos prolatos e impõem fortes restrições à forma e ao tamanho dos grãos de poeira dentro do disco.”
Um resultado surpreendente do estudo é que há mais polarização nas lacunas do disco do que nos anéis, embora haja mais poeira nos anéis.
“A polarização dentro das lacunas é mais azimutal, o que sugere que a polarização vem de grãos de poeira alinhados dentro das lacunas”, disseram os pesquisadores.
“A polarização dos anéis é mais uniforme, sugerindo que a polarização vem em grande parte da dispersão.”
“Em geral, a polarização vem de uma mistura de espalhamento e alinhamento de poeira.”
“Com base nos dados do ALMA, não é claro o que está a causar o alinhamento dos grãos de poeira, mas provavelmente não estão alinhados ao longo do campo magnético do disco, o que é o caso da maior parte da poeira fora dos discos protoplanetários.”
“Atualmente, pensa-se que os grãos estão alinhados mecanicamente, talvez pela sua própria aerodinâmica, à medida que giram em torno da jovem estrela central.”
O descobertas aparecer no diário Natureza.
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IW Stephens e outros. Grãos alinhados e luz espalhada encontrados em lacunas do disco de formação planetária. Natureza, publicado on-line em 15 de novembro de 2023; doi: 10.1038/s41586-023-06648-7
