ALMA: tamanhos de até grãos de poeira cósmico em torno de disco de estrela falhada
Astrônomos usando o Atacama Matriz Millimeter / submillimeter Grande (ALMA) , pela primeira vez descobriu que a região externa do disco empoeirado circundando uma anã castanha contém milímetros de de grãos sólidos, como os encontrados em discos mais densos ao redor de estrelas recém-nascidas. A surpreendente descoberta desafia as teorias da forma como planetas rochosos, Terras em escala de planetas, e sugerem que planetas rochosos podem ser ainda mais comum no universo do que o esperado.
Os planetas rochosos são pensados para se formar com a colisão aleatória e grudadas do que são inicialmente partículas microscópicas no disco de material ao redor de uma estrela. Estes grãos minúsculos, conhecidos como poeira cósmica, são semelhantes a fuligem muito fina ou areia. No entanto, nas regiões externas em torno de uma anã marrom - ou um objeto como estrelas, mas em um muito pequeno para brilhar como uma estrela - os astrónomos esperavam que os grãos não poderiam crescer porque os discos eram muito escassos, e as partículas estariam se movendo muito rápido para ficar juntas depois de colidir. Além disso, as teorias prevalecentes ou dizer que qualquer grão que conseguem se formar devem se mover rapidamente em direção a anã marrom central, desaparecendo das partes externas do disco onde eles poderiam ser detectados.
" Ficamos completamente surpresos ao descobrir milímetros de tamanho de grãos neste disco pouco magro, "disse Luca Ricci, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, EUA, que liderou uma equipe de astrônomos baseados nos Estados Unidos, Europa e Chile. " grãos sólidos de que o tamanho não deve ser capaz de se formar, nas regiões frias e exteriores de um disco em torno de uma anã castanha, mas parece que o fazem. Nós não podemos ter a certeza se todo um planeta rochoso pode se desenvolver lá, ou se já tem, mas estamos vendo os primeiros passos, por isso vamos ter de mudar nossos pressupostos sobre as condições necessárias de sólidos para crescer ", disse ele .
A Maior resolução do ALMA comparada a telescópios anteriores também permitiu à equipe identificar o gás monóxido de carbono em torno da anã marrom - a primeira vez que o gás molecular frio foi detectado em um disco desse tipo. Esta descoberta, e que os grãos de milímetro de tamanho, sugerem que o disco é muito mais semelhante às em torno de estrelas jovens do que previamente esperado.
Ricci e seus colegas fizeram a descoberta usando o telescópio ALMA parcialmente concluído no deserto chileno de alta altitude. O ALMA é uma crescente coleção de alta precisão em forma de antenas que trabalham juntos como um grande telescópio para observar o Universo com detalhe inovador e de grande sensibilidade. ALMA "vê" o Universo em milímetros de comprimento de onda de luz, que é invisível aos olhos humanos. A Construção do ALMA está prevista para terminar em 2013, mas os astrônomos começaram a observar com uma matriz parcial de pratos do ALMA em 2011.
Os astrónomos apontaram o ALMA na anã marrom jovem ISO-Oph 102, também conhecida como Rho Oph-102, na Ophiuchi Rho região de formação de estrelas na constelação de Ophiuchus (o portador da serpente). Com cerca de 60 vezes a massa de Júpiter, mas apenas 0,06 vezes a do Sol, uma anã marrom tem muito pouca massa para acender as reações termonucleares de estrelas comuns, que as faz brilhar. No entanto, ele emite calor liberado pela sua contração lenta gravitacional e brilha com uma cor avermelhada, embora muito menos brilhante do que uma estrela normal.
O ALMA coleta luz com comprimentos de onda em torno de um milímetro, emitida pelo material do disco aquecido pela anã marrom. Os grãos no disco não emitem radiação em comprimentos de onda muito mais do que seu próprio tamanho, por isso uma característica drop-off no brilho pode ser medido em comprimentos de onda mais longos. ALMA é um instrumento ideal para medir essa queda-off e, portanto, para dimensionar os grãos. Os astrônomos compararam o brilho do disco com comprimentos de onda de 0,89 mm e 3,2 mm. A queda na luminosidade de 0,89 mm a 3,2 mm não foi tão acentuado como o esperado, mostrando que pelo menos uma parte dos grãos são de um milímetro ou mais de tamanho.
" ALMA é uma nova e poderosa ferramenta para resolver mistérios da formação de sistemas planetários " , comentou Leonardo Testi do ESO, um membro da equipe de pesquisa. " Tentando isso com telescópios da geração anterior teria precisado de quase um mês de observação - impossivelmente longa na prática. Mas, usando apenas um quarto de complemento final do ALMA de antenas, fomos capazes de fazê-lo em menos de uma hora! ", disse.
Em um futuro próximo, o telescópio ALMA completo será poderoso o suficiente para fazer imagens detalhadas dos discos em torno de Rho-Oph 102 e outros objetos. Ricci explicou, " Nós em breve seremos capazes de não só detectar a presença de pequenas partículas em discos, mas para mapear como eles estão espalhados por todo o disco circum e como eles interagem com o gás que nós também detectamos no disco. Isso nos ajudará a entender melhor como os planetas vem a se formar . "
Ricci e Testi trabalhou com Antonella Natta do INAF-Osservatorio Astrofisico de Arcetri, Aleks Scholz, do Instituto de Estudos Avançados de Dublin, e de Itziar Gregorio-Monsalvo do Joint ALMA Observatory.
ALMA, é uma instalação de astronomia internacional, é uma parceria da Europa, América do Norte e do Leste Asiático em cooperação com a República do Chile. A construção do ALMA e as operações são conduzidas em nome da Europa pelo ESO, em nome da América do Norte pelo National Radio Astronomy Observatory (NRAO), e em nome do leste da Ásia pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ). O Joint ALMA Observatory (JAO) fornece a liderança unificada e gestão da construção, comissionamento e operação do ALMA.
O ano de 2012 marca o 50 º aniversário da fundação do Observatório Europeu do Sul (ESO). O ESO é a organização astronomica em lugar intergovernamental na Europa e num mundo mais produtivo observatório terrestre astronômico de longe. É apoiado por 15 países: Áustria, Bélgica, Brasil, República Checa, Dinamarca, França, Finlândia, Alemanha, Itália, Holanda, Portugal, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido. ESO realiza um programa ambicioso, focado na concepção, construção e operação de poderosos equipamentos baseados em terra e instalações de observação, permitindo aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. ESO opera em três únicos sítios de classe mundial observando no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope, o mais avançado observatório do mundo astronômico de luz visível e dois telescópios de pesquisa. VISTA trabalha no infravermelho e é telescópio do mundo de maior pesquisa e o Survey Telescope VLT é o maior telescópio concebido exclusivamente para pesquisar os céus em luz visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio ALMA, o maior projeto astronômico existente. ESO encontra-se neste momento a planear a 39 metros o European Extremely Large Telescope óptico / infravermelho próximo, o E-ELT, que será "o maior olho do mundo no céu".
Mais informações
Esta pesquisa é apresentada em um artigo na revista Astrophysical Journal Letters .
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