Como Duas Estrelas Coletam Matéria em um Sistema Binário

Um zoom no disco compartilhado: essa observação do ALMA mostra que o sistema protobinário [BHB2007] 11 é cercado por filamentos de poeira, onde a jovem estrela do sul (mais brilhante) acumula mais material. Crédito: MPE

As estrelas nascem no meio de grandes nuvens de gás e poeira. As densificações locais primeiro formam "embriões", que coletam matéria e crescem. Mas como exatamente esse processo de acréscimo funciona? E o que acontece quando duas estrelas se formam em um mesmo disco de matéria? Imagens de alta resolução de um jovem sistema binário estelar revelam pela primeira vez uma complexa rede de filamentos de acréscimo que alimentam duas protoestrelas no centro do disco circumbinário. Com essas observações, uma equipe internacional de astrônomos conseguiu identificar um processo de acumulação em dois níveis, um disco circumbinário envolvendo os discos circunstelares individuais, restringindo as condições que levaram à formação e evolução de sistemas estelares binários .
A maioria das estrelas no Universo vem na forma de pares - binários - ou mesmo múltiplos sistemas estelares. Agora, a formação desse sistema estelar binário foi observada pela primeira vez com imagens de alta resolução do ALMA (Atacama Large Millimeter / submilimeter Array). A equipe internacional de astrônomos visou o sistema [BHB2007] 11, o membro mais jovem de um pequeno aglomerado de jovens objetos estelares no núcleo do complexo Barnard 59, dentro da nebulosa do Cachimbo. Enquanto as observações anteriores mostravam um envelope de acréscimo ao redor de um disco circumbinário, as novas observações agora também revelam sua estrutura interna.
"Vemos duas fontes compactas, que interpretamos como discos circunstelares em torno de cada uma das duas jovens estrelas", explica Felipe Alves, do MPE, que liderou o estudo. "O tamanho de cada um desses discos é semelhante ao cinturão de asteroides em nosso Sistema Solar, e sua distância mútua é cerca de 28 vezes a distância entre a Terra e o Sol". Ambas as protoestrelas estão rodeadas por um disco circumbinário com uma massa total de cerca de 80 massas de Júpiter, o que mostra uma complexa rede de estruturas de poeira distribuídas em forma de espiral. A forma dos filamentos sugere serpentinas de material em queda, o que é confirmado pela observação de linhas de emissão molecular.

Sala de parto cósmica: Esta imagem mostra Barnard 59, parte de uma vasta nuvem negra de poeira interestelar chamada Nebulosa do Cachimbo. Os sistemas protobinários [BHB2007] 11 estudados com imagens de alta resolução são incorporados em nuvens densas, mas podem ser observados em comprimentos de onda mais longos com o radiotelescópio ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array). Crédito: ESO

"Este é um resultado realmente importante", diz Paola Caselli, diretora do MPE e chefe do centro de Estudos Astroquímicos. "Finalmente, conseguimos imaginar a estrutura complexa de jovens estrelas binárias, com seus 'filamentos de alimentação' individuais conectando-os ao disco circumbinário. Isso fornece restrições importantes para os modelos atuais de formação de estrelas".
Os astrônomos interpretam os filamentos como serpentinas de fluxo do disco circumbinário para o disco circunstelar, onde o disco circunstelar em torno da menos massiva das duas protoestrelas recebe mais material, consistente com as previsões teóricas. A taxa de acúmulo estimada é de apenas 0,01 massas de Júpiter por ano, o que concorda com as taxas estimadas para outros sistemas proto-estelares. De maneira semelhante à do disco circumbinário que alimenta os discos circunstelares, cada disco circunstelar alimenta a protoestrela em seu centro. No nível do disco protoestelar, porém, a taxa de acréscimo inferida a partir das observações é maior para o objeto mais massivo.
"Esperamos que esse processo de acréscimo em dois níveis conduza a dinâmica do sistema binário durante sua fase de acréscimo em massa", diz Alves. "Embora o bom entendimento dessas observações com a teoria já seja muito promissor, precisaremos estudar mais sistemas binários jovens em detalhes para restringir ainda mais as condições que levam à multiplicidade estelar".

Fonte: PHYS.ORG