“Linha de neve” revela moléculas orgânicas em torno de estrela jovem

Imagem, a cores falsas, de V883 Ori obtida com o ALMA. A distribuição da poeira pode ser vista em tons laranja e a distribuição do metanol, uma molécula orgânica, tem tons azuis.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Lee et al.

Recorrendo ao ALMA, os astrónomos detectaram várias moléculas orgânicas complexas em redor da jovem estrela V883 Ori. Uma explosão repentina da estrela está a libertar moléculas dos compostos gelados situados no disco de formação planetária. A composição química do disco é semelhante à dos cometas no Sistema Solar moderno. As observações sensíveis do ALMA permitiram com que os cientistas reconstruissem a evolução de moléculas orgânicas desde o nascimento do Sistema Solar até aos objectos que vemos hoje.

A equipa de investigação, liderada por Jeong-Eun Lee (Universidade de Kyung Hee, Coreia), usou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para detectar moléculas orgânicas complexas, incluindo metanol (CH3OH), acetona (CH3COCH3), acetaldeído (CH3CHO), formiato de metila (CH3OCHO) e acetonitrilo (CH3CN). Esta é a primeira vez que a acetona foi detectada sem ambiguidade numa região de formação planetária ou disco protoplanetário.

Várias moléculas estão congeladas no gelo em torno de partículas de poeira de tamanho microscópico nos discos protoplanetários. O surto repentino de V883 Ori está a aquecer o disco e a sublimar o gelo, que liberta as moléculas sob a forma de gás. A região, num disco, onde a temperatura atinge o ponto de sublimação das moléculas, tem o nome “linha de neve”. Os raios das linhas de neve têm algumas Unidades Astronómicas em torno de estrelas jovens normais, mas são ampliadas quase 10 vezes em torno de estrelas explosivas.

“É difícil fotografar um disco à escala de algumas UAs com os telescópios actuais,” comentou Lee. “No entanto, em torno de uma estrela com comportamentos explosivos, o gelo derrete numa área mais ampla do disco e é mais fácil ver a distribuição das moléculas. Estamos interessados na distribuição das moléculas orgânicas complexas como blocos de construção da vida.”

O gelo, incluindo moléculas orgânicas congeladas, pode estar intimamente relacionado com a origem da vida nos planetas. No nosso Sistema Solar, os cometas são o foco da atenção por causa dos seus ricos elementos gelados. Por exemplo, a lendária exploradora cometária, a sonda Rosetta da ESA, descobriu uma valiosa química orgânica em torno do Cometa Churyumov-Gerasimenko. Pensa-se que os cometas se tenham formado nas regiões mais frias e exteriores do proto-Sistema Solar, onde as moléculas estavam contidas no gelo. O estudo da composição química do gelo nos discos protoplanetários está directamente relacionado com o estudo das moléculas orgânicas nos cometas e com a origem dos elementos básicos da vida.

Graças à visão detalhada do ALMA e à mais larga linha de neve provocada pelo surto estelar, os astrónomos obtiveram a distribuição espacial do metanol e do acetaldeído. A distribuição dessas moléculas tem uma estrutura semelhante a um anel com um raio de 60 UA, o equivalente ao dobro do tamanho da órbita de Neptuno. Os investigadores supõem que dentro deste anel as moléculas são invisíveis porque são obscurecidas por material espesso e empoeirado, e são invisíveis fora deste raio porque estão incorporadas no gelo.

“Dado que os planetas rochosos e gelados são feitos de material sólido, a composição química dos sólidos nos discos é de especial importância. Estes surtos explosivos são oportunidades únicas de investigar sublimados frescos e, portanto, a composição dos sólidos,” explicou Yuri Aikawa da Universidade de Tóquio, membro da equipa de investigação.

V883 Ori é uma estrela jovem localizada a 1300 anos-luz da Terra. Esta estrela está a passar por uma fase explosiva do tipo FU Orionis, um aumento súbito de luminosidade devido a uma corrente de material que flui do disco para a estrela. Estes surtos duram apenas um século, de modo que as oportunidades para observação são bastante raras. No entanto, dado que estrelas jovens com uma ampla gama de idades sofrem surtos do tipo FU Orionis, os astrónomos esperam poder traçar a composição química do gelo ao longo da evolução de estrelas jovens.

Astronomia On-line
8 de Fevereiro de 2019

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