3905: Raios-X de estrela recém-nascida fornecem pistas dos primeiros dias do nosso Sol

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Ilustração de artista de HOPS 383.
Crédito: raios-X NASA/CXC/Universidade de Aix-Marseille/N. Grosso et al.; ilustração – NASA/CXC/M. Weiss

Ao detectar um surto de raios-X de uma estrela muito jovem com o Observatório de raios-X Chandra da NASA, investigadores redefiniram a linha temporal de quando estrelas como o Sol começam a libertar radiação altamente energética para o espaço. Isto é significativo porque pode ajudar a responder a algumas perguntas sobre os primeiros dias do nosso Sol e também sobre o Sistema Solar de hoje.

A ilustração de artista mostra o objecto onde os astrónomos descobriram o surto de raios-X. HOPS 383 é chamada uma “proto-estrela” jovem porque está na fase inicial da evolução estelar que ocorre logo após o início do colapso de uma grande nuvem de gás e poeira. Uma vez amadurecida, HOPS 383, localizada a cerca de 1400 anos-luz da Terra, terá uma massa equivalente a mais ou menos metade da massa do Sol.

A ilustração mostra HOPS 383 rodeada por um casulo de material com a forma de um donut (castanho escuro) – contendo cerca de metade da massa da proto-estrela – que está a cair em direcção à estrela central. Grande parte da luz da estrela bebé em HOPS 383 é incapaz de perfurar este casulo, mas os raios-X do surto (azul) são poderosos o suficiente para o fazer. A radiação infravermelha emitida por HOPS 383 é espalhada pelo interior do casulo (branco e amarelo). Uma versão da ilustração com uma região do casulo recortada mostra o surto brilhante de raios-X de HOPS 383 e um disco de material caindo em direcção à proto-estrela.

As observações do Chandra, em Dezembro de 2017, revelaram o surto de raios-X, que durou cerca de 3 horas e 20 minutos. A explosão pode ser vista na caixa de inserção da imagem. O rápido aumento e a lenta diminuição da quantidade de raios-X são semelhantes ao comportamento dos raios-X de estrelas jovens mais evoluídas que HOPS 383. Não foram detectados raios-X oriundos da proto-estrela fora deste período, o que implica que durante essas vezes HOPS 383 era pelo menos dez vezes mais fraca, em média, do que o surto no seu máximo. Também é 2000 vezes mais potente do que o surto de raios-X mais brilhante observado no Sol, uma estrela de meia-idade com massa relativamente baixa.

À medida que o material do casulo cai para dentro em direcção ao disco, há também um êxodo de gás e poeira. Este fluxo exterior remove momento angular do sistema, permitindo que o material caia do disco para a jovem proto-estrela em crescimento. Os astrónomos viram um fluxo deste tipo em HOPS 383 e pensam que os poderosos surtos de raios-X como o observado pelo Chandra podem retirar electrões dos átomos. Isto pode ser importante para direccionar o fluxo por forças magnéticas.

Além disso, quando a estrela expeliu raios-X, provavelmente também teria impulsionado fluxos energéticos de partículas que colidiram com grãos de poeira localizados na orla interna do disco de material que gira em torno da proto-estrela. Supondo que algo semelhante aconteceu no nosso Sol, as reacções nucleares provocadas por esta colisão podem explicar as abundâncias invulgares de elementos em certos tipos de meteoritos encontrados na Terra.

Não foi detectado nenhum outro surto em HOPS 383 ao longo de três observações com o Chandra, totalizando um tempo de exposição pouco inferior a um dia. Os astrónomos vão precisar de observações de raios-X mais longas para determinar a frequência de tais explosões durante esta fase inicial de desenvolvimento de estrelas como o nosso Sol.

Astronomia On-line
23 de Junho de 2020

 

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