17 de junho de 2016

Estrela gulosa pode conter pistas para a formação de planetas

Q, 17 de Junho  2016 

Em 1936, a jovem estrela FU Orionis começou material de seu disco circundante de gás e poeira devorando com uma voracidade súbita. Durante uma farra de três meses, como matéria transformada em energia, a estrela tornou-se 100 vezes mais brilhante, aquecendo o disco em torno dele para temperaturas de até 12.000 graus Fahrenheit (7000 Kelvin). FU Orionis ainda está devorando gás por este dia, embora não tão rapidamente.
Este brilho é o evento mais extremo de seu tipo que foi confirmado em torno de uma estrela do tamanho do Sol, e pode ter implicações para como as estrelas e os planetas se formam. O bicarbonato intenso de disco em torno da estrela provavelmente mudou sua composição química, material alterar permanentemente que poderia um dia se transformar em planetas.
O brilho da estrela explodindo  de FU Orionis foi desaparecendo lentamente desde a sua primeira flare-up em 1936. Os pesquisadores descobriram que escureceu em cerca de 13 por cento em comprimentos de onda infravermelhos curtos a partir de 2004 (à esquerda) e 2016 (direita).
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Credit: NASA/JPL-Caltech
 
"Ao estudar FU Orionis, estamos vendo os anos de um absoluto bebê   sistema solar", disse Joel Green, um cientista do projeto no Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, em Baltimore, Maryland. "Nosso próprio Sol pode ter ido através de um brilho semelhante, o que teria sido um passo crucial para a formação da Terra e de outros planetas do nosso sistema solar."
Observações de luz visível de FU Orionis, que é de cerca de 1.500 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Orion, têm mostrado astrônomos que brilho extremo da estrela começou enfraquecendo lentamente após a sua inicial explosão em 1936 . Mas  Green e seus colegas queriam saber mais sobre a relação entre a estrela e o disco circundante. É a estrela ainda excessiva ingestão de isso? É a sua composição mudando? Quando vai voltar brilho da estrela de  níveis pré-irrupção?

Para responder a estas perguntas, aos cientistas foi necessário para observar o brilho da estrela em comprimentos de onda infravermelhas, que são mais do que o olho humano pode ver e fornecer medições de temperatura.

Green e sua equipe compararam dados de infravermelho obtido em 2016 usando o Observatório estratosférico para a astronomia infravermelha, Sofia, a observações feitas com o telescópio espacial de Spitzer da NASA em 2004. SOFIA, maior observatório transportado por via aérea do mundo, é operado conjuntamente pela NASA e do Centro Aeroespacial Alemão e fornece observações em comprimentos de onda já não atingível por Spitzer. Os dados SOFIA foram feitos usando o instrumento Forcast (fraco objeto de câmera infravermelha para o Telescópio SOFIA).

"Ao combinar os dados dos dois telescópios recolhidos ao longo de um intervalo de 12 anos, fomos capazes de obter uma perspectiva única sobre o comportamento da estrela ao longo do tempo", disse Green. Ele apresentou os resultados na reunião da American Astronomical Society, em San Diego, esta semana.

Usando estas observações em infravermelho e outros dados históricos, os pesquisadores descobriram que FU Orionis tivesse continuado a sua lanches voraz após o evento brilho inicial: A estrela tem comido o equivalente a 18 Jupiters nos últimos 80 anos.

As medições recentes fornecidos pelo SOFIA informam os investigadores que a quantidade total de energia da luz visível e infravermelha que saem do sistema FU Orionis diminuiu cerca de 13 por cento ao longo dos 12 anos desde que as observações do Spitzer. Os investigadores determinaram que esta diminuição é causada pelo escurecimento da estrela em comprimentos de onda infravermelhos curtos, mas não em comprimentos de onda mais longos. Isso significa que até 13 por cento do material mais quente do disco desapareceu, enquanto que o material mais frio manteve-se intacta.

"A diminuição do gás mais quente significa que a estrela está comendo a parte mais interna do disco, mas o resto do disco essencialmente não mudou nos últimos 12 anos", disse Green. "Este resultado é consistente com modelos de computador, mas, pela primeira vez somos capazes de confirmar a teoria com as observações."

Os astrônomos preveem, em parte com base nos novos resultados, que FU Orionis vai ficar sem material quente para comer dentro dos próximos cem anos. Nesse ponto, a estrela vai retornar ao estado em que estava antes da dramática 1936 evento brilho. Os cientistas não tiver certeza que a estrela era como antes ou o que desencadeou a agitação de alimentação.

"O material cair na estrela é como água de uma mangueira que está lentamente a ser comprimido fora", disse Green. "Eventualmente, a água vai parar."

Se o nosso Sol teve um evento iluminado como FU Orionis fez em 1936, isso poderia explicar por que certos elementos são mais abundantes em Marte do que na Terra. Um brilho de 100 vezes repentino teria modificado a composição química do material de perto à estrela, mas não tanto mais longe a partir dele. Porque Marte formou mais longe do Sol, a sua componente material não teria sido aquecido, tanto quanto a da Terra era.

Em algumas centenas de mil anos de idade, FU Orionis é uma criança no tempo de vida típico de uma estrela. Os 80 anos de brilho e desbotamento desde 1936 representam apenas uma pequena fração da vida da estrela até agora, mas essas mudanças aconteceram para ocorrer num momento em que os astrônomos puderam observar.

"É incrível que um disco protoplanetário inteira pode mudar em um curto espaço de tempo tal, dentro de uma vida humana", disse Luisa Rebull, estudo co-autor e cientista de pesquisa no Processamento e Análise Centro de infravermelho (IPAC), com base no Caltech, em Pasadena, Califórnia.

Planos de Green para ganhar mais conhecimento sobre o fenómeno de alimentação  de FU Orionis com o Telescópio Espacial James Webb da NASA, que será lançado em 2018. Sofia tem espectrómetros de alta resolução infravermelho médio e instrumentação científica far-infrared que complementam quase-planejado de Webb e infravermelho médio capacidades. Spitzer é esperado para continuar a explorar o universo em luz infravermelha, e permitindo inovador investigações científicas, no início de 2019.

Jet Propulsion Laboratory da NASA em Pasadena, Califórnia, administra a missão do telescópio espacial Spitzer da NASA. operações científicas são realizadas no Centro de Ciência Spitzer no Caltech. operações de naves espaciais são baseados na Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. Os dados são arquivados no Arquivo Científico Infrared alojados no IPAC no Caltech. Caltech administra JPL da NASA.

SOFIA é um projeto conjunto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão (DLR). O avião é baseado na facilidade NASA Armstrong Flight Research do Centro em Palmdale, Califórnia. Centro de Pesquisa Ames da NASA em Moffett Field, Califórnia, administra as operações científicas e de missão Sofia, em cooperação com as universidades Espaço Research Association (USRA) sediada em Columbia, Maryland, e do Instituto SOFIA Alemão (DSI) da Universidade de Stuttgart.

Contactos e fontes:
Elizabeth Landau
Jet Propulsion Laboratory

Para mais informações sobre Spitzer, visite: http://www.nasa.gov/spitzer
Para mais informações sobre SOFIA, visite: http://www.nasa.gov/sofia

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