Impressão artística do jovem sistema binário XZ Tau. Cada uma das duas estrelas jovens no sistema tem um disco protoplanetário ao redor delas que é inclinado em relação à outra. As duas estrelas jovens orbitam em um plano diferente daquele dos dois discos. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
Os pesquisadores analisaram os dados acumulados do Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) e descreveram o movimento de um jovem sistema estelar gêmea XZ Tauri ao longo de três anos. Esta primeira "Animação ALMA" de estrelas gêmeas lança uma nova luz sobre as origens das estrelas binárias e os planetas que serão formados ao seu redor.
"Essa conquista foi possível graças à alta resolução e aos ricos dados de arquivo do ALMA, "diz Takanori Ichikawa, o primeiro autor do artigo de pesquisa e ex-aluno de pós-graduação da Universidade de Kagoshima, Japão. "Esta pesquisa utilizou três anos de dados de observação. Os resultados mostram a viabilidade de um novo método de pesquisa usando animações radioastronômicas em vez de imagens convencionais. Espero que este método ajude a esclarecer vários fenômenos astronômicos no futuro."
O sol é uma única estrela, mas o universo está cheio de estrelas binárias, que são duas estrelas orbitando uma a outra. Durante sua juventude, cada jovem estrela em um sistema binário é cercada por um disco protoplanetário composto de gás molecular e poeira. Este disco é conhecido por ser o local da formação do planeta. Muitos planetas associados a estrelas binárias foram realmente detectados, mas como os discos são formados em sistemas estelares binários e como os planetas são formados nesses sistemas ainda é um mistério.
"Para estudar a formação de planetas em sistemas estelares binários, é importante determinar com precisão o movimento orbital das duas estrelas e a inclinação dos discos protoplanetários individuais, "explica Shigehisa Takakuwa, professor da Universidade de Kagoshima.
Movimento orbital do jovem sistema binário XZ Tau. A localização de XZ Tau A (canto inferior esquerdo) é fixada na imagem e o movimento relativo de XZ Tau B é mostrado. As distribuições das ondas de rádio dos discos protoplanetários são mostradas em escala de cinza (2015), contornos vermelhos (2016), e contornos azuis (2017). A localização de cada estrela é mostrada como um sinal de mais. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), T. Ichikawa et al.
Os pesquisadores sugeriram dois mecanismos de formação para sistemas binários; um é o rompimento de um único grande disco gasoso, e a outra é a fragmentação da nuvem molecular maior devido à turbulência violenta. No caso antigo, os astrônomos supõem que a órbita das estrelas binárias e dos discos individuais deve estar no mesmo plano. Por outro lado, no último caso, espera-se que o plano orbital das estrelas binárias e o plano dos discos sejam diferentes. Este é um problema importante que afetará as órbitas finais dos planetas em sistemas binários.
A equipe de pesquisa vasculhou o arquivo de dados ALMA e obteve os dados para o jovem sistema XZ Tau em 2015, 2016, e 2017. Eles analisaram cuidadosamente os dados e pela primeira vez fizeram uma animação do movimento orbital das estrelas binárias, o que mostra que XZ Tau B moveu 3,4 unidades astronômicas (3,4 vezes o raio da órbita da Terra) em torno de XZ Tau A durante esses três anos.
A equipe descobriu a estrutura tridimensional da órbita. Além disso, analisar o efeito doppler e a distribuição das ondas de rádio do disco em torno de cada estrela no sistema XZ Tau, eles descobriram que esses discos estão significativamente desalinhados entre si, e também não no mesmo plano da órbita binária.
Movimento orbital animado do jovem sistema binário XZ Tau. A localização de XZ Tau A (canto inferior esquerdo) é fixada na imagem e o movimento relativo de XZ Tau B é mostrado. As distribuições das ondas de rádio dos discos protoplanetários são mostradas em escala de cinza e contornos. A localização de cada estrela é mostrada como um sinal de mais. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), T. Ichikawa et al.
Observações anteriores com o ALMA encontraram exemplos de estrelas binárias jovens com discos protoplanetários inclinados entre si. Contudo, esta é a primeira vez que o movimento orbital de um sistema binário foi esclarecido, mostrando que a inclinação é diferente daquela dos discos circunstelares. Esses resultados suportam a ideia de que o sistema XZ Tau foi formado por meio de fragmentação de nuvem molecular.
"Este é um belo exemplo de utilização do rico arquivo ALMA, "diz Takakuwa." O arquivo abre caminho para jovens pesquisadores começarem a realizar pesquisas de ponta imediatamente. "É verdade para este estudo." Estou muito honrado em contribuir para uma pesquisa tão interessante como um estudante de graduação, "diz Miyu Kido da Universidade de Kagoshima, o segundo autor do artigo de pesquisa. "Espero usar essa experiência em minhas próprias pesquisas futuras."
Estes estudam, "Discos circunstelares desalinhados e movimento orbital do jovem binário XZ Tau, "é publicado no Astrophysical Journal em 23 de setembro, 2021.
