Impressão artística de uma protoestrela que acrescenta gás de um disco circunstelar e cresce. Parte do material é ejetado por jatos perpendiculares ao plano do disco. O gás continua caindo da camada externa para o disco. Isso pode produzir instabilidades, que ocasionalmente leva a um aumento da queda na proto-estrela. Uma vez que as protoestrelas estão profundamente incrustadas em nuvens densas, eles são difíceis de observar diretamente. Crédito:NASA / JPL-Caltech / R. Ferido (SSC)
Uma equipe de pesquisa internacional com a participação do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) detectou uma onda de calor em propagação perto de uma protoestrela massiva. Isso confirma o cenário de que tais objetos crescem em rajadas. Esta onda tornou-se visível através da observação de lasers de microondas gerados naturalmente, cujo arranjo espacial mudou inesperadamente rápido.
Embora os princípios básicos da formação de estrelas sejam geralmente bem compreendidos, a existência de estrelas massivas ainda é intrigante em alguns detalhes. Devido à enorme pressão gravitacional dentro de uma protoestrela maciça, a fusão nuclear começa enquanto ainda está crescendo. O crescimento posterior é dificultado pela pressão de radiação da jovem estrela. Para superar essa resistência, o acréscimo de material de um disco circunstelar pode ocorrer em fases de pacotes grandes únicos. Durante este processo, seu brilho aumenta fortemente por um curto período de tempo. Contudo, tais flutuações são difíceis de observar porque as protoestrelas estão profundamente incrustadas em nuvens densas.
Uma rede internacional de astrônomos, a Organização de Monitoramento Maser (M2O), em que o Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) está envolvido, agora detectou uma onda de calor se propagando nas proximidades da protoestrela massiva G358-MM1 através de observações com vários radiotelescópios. Observações subsequentes confirmaram que foi causado por um aumento temporário na atividade de acréscimo.
A onda de calor foi revelada pela atividade de masers. Masers são equivalentes aos lasers, que, Contudo, emitem radiação de microondas - ou ondas de rádio - em vez de luz visível. Eles ocorrem em regiões de formação de estrelas massivas como naturais, fontes de radiação muito brilhantes e compactas. Tanto as temperaturas e densidades comparativamente altas, quanto a riqueza da química complexa em tais ambientes favorecem sua formação. No presente caso, é o metanol (álcool metílico) que é excitado pela intensa radiação da proto-estrela e causa masers.
Ilustração do mecanismo pelo qual a propagação da onda de calor estimula a atividade maser no material ao redor da protoestrela. A onda aumenta localmente a temperatura do gás por um curto período de tempo. Nesta região, a radiação característica de masers de metanol é emitida. Conforme a onda se propaga, as posições da emissão maser mudam. Crédito:R. A. Burns / MPIA
Os cientistas, que gravou dados radiointerferométricos com uma alta resolução espacial de 0,005 segundos de arco (1 grau angular =3600 segundos de arco) em intervalos de várias semanas, descobriu que os masers pareciam se propagar para fora. Contudo, a velocidade determinada de até 8% da velocidade da luz era muito alta para ser compatível com o movimento do gás. Em vez de, astrônomos concluíram que uma onda atravessando o meio circundante causou atividade maser em seu caminho. Essa onda de calor tem sua origem no acúmulo de gás na proto-estrela.
"As observações M2O estão entre as primeiras a fornecer evidências detalhadas dos efeitos imediatos de uma explosão de acreção em uma proto-estrela massiva em detalhes suficientes para apoiar a teoria de acreção episódica da formação de estrelas massivas, "explica Ross Burns, do Observatório Astronômico Nacional do Japão, quem chefia o grupo de pesquisa.
Hendrik Linz da MPIA acrescenta:"Observar a onda de calor real diretamente no infravermelho térmico seria muito complicado. Como fontes de radiação forte em uma faixa de comprimento de onda facilmente acessível, masers são excelentes ferramentas de observação para rastrear indiretamente a passagem de tal onda de calor em pequenas escalas espaciais, e, portanto, em escalas de tempo curtas após uma explosão. "
Os parceiros no projeto M2O continuarão a monitorar masers em muitas regiões de formação de estrelas para aprender mais sobre o crescimento de protoestrelas massivas.
