p Imagem composta do sistema estelar de Fomalhaut. Os dados ALMA, mostrado em laranja, revelar o disco de detritos distante e excêntrico em detalhes nunca antes vistos. O ponto central é a emissão não resolvida da estrela, que tem cerca de duas vezes a massa do nosso sol. Os dados ópticos do Telescópio Espacial Hubble estão em azul; a região escura é uma máscara coronográfica, que filtrou a luz, de outra forma avassaladora, da estrela central. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), M. MacGregor; NASA / ESA Hubble, P. Kalas; B. Saxton (NRAO / AUI / NSF)
p Uma equipe internacional de astrônomos usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) fez a primeira imagem completa de comprimento de onda milimétrica do anel de detritos empoeirados que cercam a jovem estrela Fomalhaut. Essa faixa notavelmente bem definida de entulho e gás é provavelmente o resultado de exocometas colidindo perto das bordas externas de um sistema planetário a 25 anos-luz da Terra. p As observações anteriores do ALMA de Fomalhaut - feitas em 2012, quando o telescópio ainda estava em construção - revelaram apenas cerca de metade do disco de destroços. Embora esta primeira imagem tenha sido apenas um teste das capacidades iniciais do ALMA, no entanto, forneceu dicas tentadoras sobre a natureza e a possível origem do disco.
p As novas observações do ALMA oferecem uma visão incrivelmente completa dessa faixa brilhante de detritos e também sugerem que há semelhanças químicas entre seu conteúdo gelado e os cometas em nosso próprio sistema solar.
p "O ALMA nos deu esta imagem incrivelmente clara de um disco de detritos totalmente formado, "disse Meredith MacGregor, astrônomo do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Massa., e autor principal em um dos dois artigos aceitos para publicação no
Astrophysical Journal descrevendo essas observações. "Podemos finalmente ver a forma bem definida do disco, o que pode nos dizer muito sobre o sistema planetário subjacente responsável por sua aparência altamente distinta. "
p Fomalhaut é um sistema estelar relativamente próximo e um dos apenas cerca de 20 nos quais os planetas foram fotografados diretamente. Todo o sistema tem aproximadamente 440 milhões de anos, ou cerca de um décimo da idade de nosso sistema solar.
p Conforme revelado na nova imagem do ALMA, uma faixa brilhante de poeira gelada com cerca de 2 bilhões de quilômetros de largura formou-se a aproximadamente 20 bilhões de quilômetros da estrela.
p Imagem ALMA do disco de detritos no sistema estelar de Fomalhaut. O anel está a aproximadamente 20 bilhões de quilômetros da estrela central e cerca de 2 bilhões de quilômetros de largura. O ponto central é a emissão não resolvida da estrela, que tem cerca de duas vezes a massa do nosso sol. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO); M. MacGregor
p Discos de detritos são características comuns em torno de estrelas jovens e representam um período muito dinâmico e caótico na história de um sistema solar. Os astrônomos acreditam que eles são formados pelas colisões contínuas de cometas e outros planetesimais nas áreas externas de um sistema planetário recém-formado. Os detritos remanescentes dessas colisões absorvem luz de sua estrela central e re-irradiam essa energia como um brilho fraco de comprimento de onda de um milímetro que pode ser estudado com o ALMA.
p Usando os novos dados ALMA e modelagem computacional detalhada, os pesquisadores foram capazes de calcular a localização precisa, largura, e geometria do disco. Esses parâmetros confirmam que tal anel estreito é provavelmente produzido através da influência gravitacional dos planetas no sistema, observou MacGregor.
p As novas observações do ALMA também são as primeiras a mostrar definitivamente o "brilho do apocentro, "um fenômeno previsto em um artigo de 2016 por Margaret Pan, um cientista do Massachusetts Institute of Technology em Cambridge, que também é co-autor dos novos artigos do ALMA. Como todos os objetos com órbitas alongadas, o material empoeirado no disco de Fomalhaut viaja mais lentamente quando está mais distante da estrela. À medida que a poeira diminui, isso se acumula, formando concentrações mais densas nas porções mais distantes do disco. Essas regiões densas podem ser vistas pelo ALMA como emissão de comprimento de onda milimétrica mais brilhante.
p
p Usando o mesmo conjunto de dados ALMA, mas focando em sinais distintos de comprimento de onda em milímetros, emitidos naturalmente por moléculas no espaço, os pesquisadores também detectaram grandes estoques de gás monóxido de carbono precisamente no mesmo local do disco de destroços.
p "Esses dados nos permitiram determinar que a abundância relativa de monóxido de carbono mais dióxido de carbono em torno de Fomalhaut é quase a mesma encontrada em cometas em nosso próprio sistema solar, "disse Luca Matrà da Universidade de Cambridge, REINO UNIDO, e autor principal do segundo artigo da equipe. "Este parentesco químico pode indicar uma semelhança nas condições de formação do cometa entre os confins deste sistema planetário e o nosso." Matrà e seus colegas acreditam que este gás é liberado de colisões contínuas de cometas ou o resultado de um único, grande impacto entre supercometas centenas de vezes mais massivo do que Hale-Bopp.
p A presença deste disco de detritos bem definido em torno de Fomalhaut, junto com sua química curiosamente familiar, pode indicar que este sistema está passando por sua própria versão do Late Heavy Bombardment, um período de aproximadamente 4 bilhões de anos atrás, quando a Terra e outros planetas foram rotineiramente atingidos por enxames de asteróides e cometas que sobraram da formação de nosso sistema solar.
p "Vinte anos atrás, os melhores telescópios de comprimento de onda milimétrica deram os primeiros mapas difusos de grãos de areia orbitando Fomalhaut. Agora, com todas as capacidades do ALMA, todo o anel de material foi criado, "concluiu Paul Kalas, astrônomo da Universidade da Califórnia em Berkeley e principal investigador dessas observações. "Esperamos um dia detectar os planetas que influenciam as órbitas desses grãos."
