A conhecida estrela no centro de nosso sistema solar teve bilhões de anos para amadurecer e, finalmente, fornecer energia vital para nós aqui na Terra. Mas há muito tempo atrás, nosso sol era apenas uma estrela bebê em crescimento. Como era o sol quando era tão jovem? Há muito tempo é um mistério que, se resolvido, poderia nos ensinar sobre a formação de nosso sistema solar - assim chamado porque sol é a palavra latina para sol - e outros sistemas estelares compostos de planetas e objetos cósmicos orbitando estrelas.

"Detectamos milhares de planetas em outros sistemas estelares em nossa galáxia, mas de onde vieram todos esses planetas? De onde veio a Terra? Isso é o que realmente me motiva, "diz Catherine Espaillat, autor principal do artigo e professor associado de astronomia do Boston University College of Arts &Sciences.

Um novo artigo de pesquisa publicado em Natureza por Espaillat e colaboradores finalmente fornece novas pistas sobre quais forças estavam em jogo quando nosso sol estava em sua infância, detecção, pela primeira vez, um ponto de formato único em uma estrela bebê que revela novas informações sobre como as estrelas jovens crescem.

Quando uma estrela bebê está se formando, Espaillat explica, ele consome poeira e partículas de gás que giram em torno dele no que é chamado de disco protoplanetário. As partículas atingem a superfície da estrela em um processo denominado acreção.

"Este é o mesmo processo pelo qual o sol passou, "Espaillat diz.

Os discos protoplanetários são encontrados dentro de nuvens moleculares magnetizadas, que em todo o universo são conhecidos pelos astrônomos como criadouros para a formação de novas estrelas. Foi teorizado que os discos protoplanetários e as estrelas estão conectados por um campo magnético, e as partículas seguem o campo até a estrela. Conforme as partículas colidem na superfície da estrela em crescimento, pontos quentes - que são extremamente quentes e densos - se formam nos pontos focais do processo de acreção.

Olhando para uma jovem estrela a cerca de 450 milhões de anos-luz de distância da Terra, As observações de Espaillat e de sua equipe confirmam, pela primeira vez, a precisão dos modelos de acreção dos astrônomos desenvolvidos para prever a formação de pontos quentes. Esses modelos de computador até agora se baseavam em algoritmos que calculam como a estrutura dos campos magnéticos direciona as partículas dos discos protoplanetários para colidir com pontos específicos na superfície das estrelas em crescimento. Agora, dados observáveis ​​apoiam esses cálculos.

A equipe BU, incluindo o estudante de graduação John Wendeborn, e pesquisador de pós-doutorado Thanawuth Thanathibodee, estudou de perto uma jovem estrela chamada GM Aur, localizado na nuvem molecular Taurus-Auriga da Via Láctea. Atualmente é impossível fotografar a superfície de uma estrela tão distante, Espaillat diz, mas outros tipos de imagens são possíveis, dado que diferentes partes da superfície de uma estrela emitem luz em diferentes comprimentos de onda. A equipe passou um mês tirando instantâneos diários de comprimentos de onda de luz emitidos da superfície do GM Aur, compilar conjuntos de dados de raios-X, ultravioleta (UV), infravermelho, e luz visual. Para espiar GM Aur, eles confiaram nos "olhos" do telescópio espacial Hubble da NASA, Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), Observatório Swift, e a rede global de telescópios do Observatório Las Cumbres.

Esta estrela em particular, GM Aur, faz uma rotação completa em cerca de uma semana, e nesse tempo os níveis de brilho devem atingir o pico e diminuir à medida que o ponto quente mais brilhante se afasta da Terra e depois volta para enfrentar o nosso planeta novamente. Mas quando a equipe alinhou seus dados lado a lado, eles ficaram perplexos com o que viram.

"Vimos que houve um deslocamento [nos dados] de um dia, "Espaillat diz. Em vez de todos os comprimentos de onda de luz atingirem o pico ao mesmo tempo, A luz ultravioleta estava mais brilhante cerca de um dia antes de todos os outros comprimentos de onda atingirem seu pico. Inicialmente, eles pensaram que podem ter coletado dados imprecisos.

"Repassamos os dados tantas vezes, verifiquei duas vezes o tempo, e percebi que não era um erro, "diz ela. Eles descobriram que o ponto quente em si não é totalmente uniforme, e tem uma área dentro dela que é ainda mais quente do que o resto dela.

"O ponto quente não é um círculo perfeito ... é mais como um arco com uma parte do arco que é mais quente e mais densa do que o resto, "Espaillat diz. A forma única explica o desalinhamento nos dados de comprimento de onda da luz. Este é um fenômeno em um ponto quente nunca detectado anteriormente.

"Este [estudo] nos ensina que os pontos quentes são pegadas na superfície estelar criadas pelo campo magnético, "Espaillat diz. Ao mesmo tempo, o sol também tinha pontos quentes - diferentes das manchas solares, que são áreas de nosso sol que são mais frias do que o resto de sua superfície - concentradas nas áreas onde ele estava comendo partículas de um disco protoplanetário de gás e poeira ao redor.

Eventualmente, discos protoplanetários desaparecem, deixando para trás estrelas, planetas, e outros objetos cósmicos que compõem um sistema estelar, Espaillat diz. Ainda há evidências do disco protoplanetário que alimentou nosso sistema solar, ela diz, encontrado na existência de nosso cinturão de asteróides e todos os planetas. Espaillat diz que estudar estrelas jovens que compartilham propriedades semelhantes com nosso sol é a chave para compreender o nascimento de nosso próprio planeta.