Formando o conceito de arte de anã marrom

Novas observações revelam que as anãs castanhas podem formar-se através de processos dinâmicos semelhantes aos de estrelas maiores, apresentando colisões e influências magnéticas nas suas fases iniciais de desenvolvimento. (Conceito do artista.) Crédito: SciTechDaily.com

Novas observações fornecem informações sobre se o nascimento dos planetas gigantes segue um curso semelhante ao das estrelas.

O nascimento das estrelas é um processo caótico e dinâmico, especialmente na fase inicial, que é caracterizado por estruturas gasosas complexas na forma de espirais e serpentinas. Tais estruturas são denominadas “filamentos de alimentação” porque alimentam a estrela recém-nascida com material gasoso do ambiente circundante, semelhante aos cordões umbilicais cósmicos.

Cordão Umbilical Cósmico

As anãs marrons são objetos celestes com massa inferior a um décimo da massa do Sol. Isso os torna pequenos demais para sofrerem fusão nuclear e brilharem como estrelas. Até agora, os cientistas não sabiam se as anãs marrons se formavam como estrelas semelhantes ao Sol ou não. Um teste desta hipótese requer observações de alta sensibilidade e alta resolução angular de anãs marrons durante seus primeiros estágios de formação. Uma equipe internacional liderada pelo astrofísico da LMU, Dr. Basmah Riaz, do Observatório Universitário de Munique, conseguiu agora exatamente isso: os pesquisadores conduziram observações da anã marrom extremamente jovem, Ser-emb 16, usando o altamente sofisticado ALMA observatório no Chile e publicou recentemente seus resultados na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society.

Anã Marrom Ser-emb ALMA

Observações ALMA da espiral (esquerda) e da cauda (direita) em direção à anã marrom extremamente jovem Ser-emb 16. Crédito: Basmah Riaz

“As nossas observações revelaram estruturas espirais e serpentinas espetaculares em grande escala que nunca tinham sido vistas antes numa anã castanha recém-nascida,” diz Riaz. Os filamentos cobrem uma vasta área de cerca de 2.000-3.000 unidades astronômicas e estão conectados ao Ser-emb 16. Também foram vistos aglomerados de matéria ao seu redor, os quais poderiam potencialmente evoluir para jovens anãs marrons. “Estas observações mostram, pela primeira vez, a influência do ambiente externo, o que resulta num acréscimo assimétrico de massa através da alimentação de filamentos a uma anã castanha em formação”, diz o astrónomo.

Aglomerados em colapso ou núcleos magnéticos?

As estruturas espirais e as serpentinas fornecem pistas importantes sobre como as anãs marrons se formam. Tendo simulado cenários possíveis, os investigadores compararam-nos com dados do observatório ALMA. As grandes estruturas poderiam ser explicadas, por exemplo, por colisões de aglomerados em colapso dentro de uma região de formação estelar. Para que isso ocorresse, tais colisões teriam que acontecer pelo menos uma vez durante a vida dos núcleos de formação estelar. “Mostramos através de novas simulações numéricas que as colisões desencadeiam o colapso até mesmo de pequenos aglomerados para formar anãs marrons. Espirais e serpentinas de vários tamanhos e morfologias se formam devido às colisões que acontecem lateralmente, e não de frente”, diz o co-autor Dr. Dimitris Stamatellos, da Universidade de Central Lancashire, na Inglaterra. Se este modelo estiver correto, implica um processo dinâmico de formação de anãs castanhas, semelhante às estrelas semelhantes ao Sol, onde interações caóticas num ambiente de formação estelar são comuns desde tenra idade.

Em outro cenário, as simulações mostraram que as estruturas observadas correspondem ao grande (pseudo) disco em torno de uma anã marrom muito jovem, onde o (pseudo) disco foi torcido pela rotação do núcleo da anã marrom na presença de um campo magnético forte. Se este modelo estiver correto, significa que o campo magnético desempenha um papel importante no processo de formação da anã marrom.

“As nossas observações ALMA fornecem uma visão única sobre as fases iniciais de formação das anãs castanhas,” diz Riaz. Uma comparação das observações com os modelos apoia um cenário de queda gravitacional que pode explicar o acréscimo de massa assimétrico observado na forma de espirais e serpentinas, como visto em torno de estrelas em formação. “Consequentemente, Ser-emb 16 constitui um caso único de uma anã castanha apanhada no processo de formação semelhante a uma estrela,” explica o professor Masahiro Machida da Universidade de Kyushu, no Japão, também co-autor do estudo.

Referência: “Observações de espiral e serpentina em uma candidata a anã proto-marrom” por B Riaz, D Stamatellos e MN Machida, 11 de março de 2024, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stae724



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