Imagem incrível mostra jatos estelares gêmeos saindo de uma região de formação de estrelas

Imagem incrível mostra jatos estelares gêmeos saindo de uma região de formação de estrelas

31 de janeiro de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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The sinuous young stellar jet, MHO 2147, meanders lazily across a field of stars in this image captured from Chile by the international Gemini Observatory, a Program of NSF’s NOIRLab. The stellar jet is the outflow from a young star that is embedded in an infrared dark cloud. Astronomers suspect its sidewinding appearance is caused by the gravitational attraction of companion stars. These crystal-clear observations were made using the Gemini South telescope’s adaptive optics system, which helps astronomers counteract the blurring effects of atmospheric turbulence.

Jovens estrelas passam por muita coisa enquanto nascem. Eles às vezes emitem jatos de gás ionizado chamados MHOs – Molecular Hydrogen Emission-Line Objects. Novas imagens de dois desses MHOs, também chamados de jatos estelares, mostram o quão complexos eles podem ser e a dificuldade que os astrônomos têm ao tentar entendê-los.

Jatos estelares de estrelas jovens não são tão raros. Estrelas jovens as criam quando impulsionam rajadas de material para fora de seus lados opostos. Eles só se formam quando estrelas jovens ainda estão crescendo e acumulando material. Os astrônomos pensam que as interações entre os campos magnéticos da estrela e o material ao redor dos discos da estrela criam os jatos. Às vezes, os jatos são feitos de nós de material e, às vezes, são contínuos e curvos.

Um novo artigo analisa duas dessas MHOs e seus ambientes. Os autores usaram dados arquivados e novas observações para desenvolver um modelo que os explicasse. Eles fizeram progressos, mas nenhuma conclusão firme. Mas seu trabalho mostra como as MHOs podem ser complexas. E como podem ser agradáveis ​​aos olhos.

O artigo é “ Imagens de alta resolução de dois jatos estelares balançando, MHO 1502 e MHO 2147, obtidas com GSAOI+GeMS. ” A revista Astronomy and Astrophysics publicará o artigo, e está atualmente disponível no site de pré-impressão arxiv.org. O autor principal é LV Ferrero, da Universidad Nacional de Córdoba, na Argentina.

Os dois sistemas de jatos deste estudo apresentam morfologias diferentes. Um deles é um par de jatos curvos e serpentinos. O outro é um par de jatos feitos de aglomerados nodosos de gás encadeados – cada um dos pares formados em um tipo diferente de ambiente estelar.

Os jatos curvos são chamados MHO 2147 e estão a cerca de 10.000 anos-luz de distância na região de Ophiuchus. Os astrônomos pensam que a fonte estelar responsável pelos jatos é a IRAS 17527, descoberta em 2011. Alguma interação entre a fonte e seu ambiente cria a forma curva dos jatos, mas a fonte estelar não é visível. Os jatos são curvos porque apontam em direções diferentes ao longo do tempo, e sua forma vigorosa sugere emissão contínua sem interrupção. Em seu artigo, os astrônomos apontam que a mudança de direção dos jatos é devido a influências gravitacionais de estrelas próximas.

O jovem jato estelar sinuoso, MHO 2147, serpenteia preguiçosamente por um campo de estrelas nesta imagem capturada do Chile pelo Observatório Internacional Gemini, um programa do NOIRLab da NSF.  O jato estelar é a saída de uma estrela jovem que está incorporada em uma nuvem escura infravermelha.  Os astrônomos suspeitam que sua aparência lateral seja causada pela atração gravitacional de estrelas companheiras.  Essas observações cristalinas foram feitas usando o sistema de óptica adaptativa do telescópio Gemini South, que ajuda os astrônomos a neutralizar os efeitos de desfoque da turbulência atmosférica.  Crédito da imagem: Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA
O jovem jato estelar sinuoso, MHO 2147, serpenteia preguiçosamente por um campo de estrelas nesta imagem capturada do Chile pelo Observatório Internacional Gemini, um programa do NOIRLab da NSF. O jato estelar é a saída de uma jovem estrela embutida em uma nuvem escura infravermelha. Os astrônomos suspeitam que a atração gravitacional das estrelas companheiras causa sua aparência de vento lateral. O sistema de óptica adaptativa do telescópio Gemini South capturou essas observações cristalinas. A óptica adaptativa ajuda os astrônomos a neutralizar os efeitos de desfoque da turbulência atmosférica. Crédito da imagem: Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA

Os astrônomos descobriram o IRAS 17537 em 2011 e o identificaram como um objeto estelar jovem (YSO) com cerca de 12 massas solares. Havia evidências na época de uma segunda estrela companheira. Este novo estudo examinou ainda mais o IRAS 17527, e os autores pensam que um sistema estelar triplo pode ser responsável pela morfologia curva do jato.

O MHO 2147 contém alguns recursos interessantes.  Este painel de 4 imagens mostra-os.  O painel superior direito mostra o centro do jato onde as áreas rosa pálido são nebulosas que provavelmente contêm estrelas jovens massivas.  As estrelas são cercadas por discos de acreção, que ejetam material e criam uma cavidade.  A luz dispersa da fonte central está refletindo nas paredes da cavidade em rosa.  Nos outros painéis, as áreas azuis são nuvens difusas de hidrogênio molecular excitadas pela colisão entre o material circundante e o material ejetado por estrelas individuais.  O Observatório Gemini capturou essas imagens como parte de um programa do NOIRLab da NSF.  Crédito da imagem: Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA
O MHO 2147 contém alguns recursos interessantes. Este painel de 4 imagens mostra algumas delas. O painel superior direito mostra o centro do jato, onde as áreas rosa pálido são nebulosas que provavelmente contêm estrelas jovens massivas. Discos de acreção cercam as estrelas, e as estrelas estão ejetando material e criando uma cavidade. A luz dispersa da fonte central reflete nas paredes da cavidade em rosa. Nos outros painéis, as áreas azuis são nuvens difusas de hidrogênio molecular excitadas pela colisão entre o material circundante e o material ejetado por estrelas individuais. O Observatório Gemini capturou essas imagens como parte de um programa do NOIRLab da NSF. Crédito da imagem: Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA

MHO 2147 está em uma nuvem escura infravermelha (IDC). Um IDC é uma região fria e densa dentro de uma nuvem molecular, e o IDC é opaco nos comprimentos de onda infravermelhos que os astrônomos observaram neste estudo. Os astrônomos ainda não sabem muito sobre os IDCs e só os descobriram em 1996. Mas as evidências mostram que eles podem representar os primeiros estágios da formação estelar, especialmente estrelas massivas.

Um jato mais fraco chamado MHO 2148 está na mesma região que MHO 2147, orientado perpendicularmente. MHO 2148 não compartilha a mesma fonte que MHO 2147, mas pode vir de uma estrela companheira.

Esta é uma imagem composta de MHO 2147 obtida com GSAOI/GEMINI.MHO 2147 é mais contínua que o MHO 1502 com nós, mas ainda tem alguma morfologia com nós.  As setas brancas marcam a posição dos diferentes nós associados ao MHO 2147. Há outro jato adjacente na região designado Ad-jet que não faz parte da mesma estrutura.  Os nós do Ad-jet são mostrados com setas verdes.  Crédito de imagem: Ferrero et al.  2021
Esta imagem mostra quão complexos grupos de jatos estelares podem ser. É uma imagem composta de MHO 2147 obtida com GSAOI/GEMINI. O MHO 2147 é mais contínuo que o outro MHO neste estudo, o MHO 1502 com nós, mas ainda possui alguns nós. As setas brancas marcam a posição dos diferentes nós associados a MHO 2147. MHO 2148 é de uma fonte separada de MHO 2147 e pode vir de uma estrela companheira. Outro jato adjacente na região designada Ad-jet não faz parte da mesma estrutura. As setas verdes indicam os nós do Ad-jet. Crédito de imagem: Ferrero et al. 2021
Esta imagem do estudo está centrada na estrela motriz que é a fonte de MHO 2147. As cruzes azul e verde marcam a localização da 'fonte A' e uma fonte brilhante a 24 µm, respectivamente.  Há muita incerteza em torno da fonte do MHO 2147, mas pode ser um sistema de três estrelas.  Crédito de imagem: Ferrero et al.  2021
Esta imagem do estudo centra-se na estrela motriz que é a fonte do MHO 2147. As cruzes azul e verde marcam a localização da ‘fonte A’ e uma fonte brilhante em 24 µm, respectivamente. Há muita incerteza em torno da fonte do MHO 2147, mas pode ser um sistema de três estrelas. Crédito de imagem: Ferrero et al. 2021

Os outros jatos, denominados MHO 1502, estão em um ambiente diferente. Eles são atados em vez de curvos, e os pesquisadores acham que os jatos são intermitentes e não contínuos. MHO 1502 está em uma região HII de formação estelar ativa feita de hidrogênio atômico ionizado. Os pesquisadores acham que um par de estrelas binárias pode criar os jatos.

Esta imagem do jovem jato estelar MHO 1502 também foi capturada pelo Observatório Internacional Gemini, um programa do NOIRLab da NSF.  O jato estelar está embutido em uma área de formação estelar conhecida como região HII.  Uma cadeia de nós compõe esse jato bipolar, sugerindo que a estrela binária responsável por ele emite material de forma intermitente.  O telescópio Gemini South capturou essas imagens cristalinas usando seu sistema de óptica adaptativa, que ajuda os astrônomos a neutralizar os efeitos de desfoque da turbulência atmosférica.  Crédito da imagem: Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA
O Observatório Internacional Gemini capturou esta imagem do jovem jato estelar MHO 1502. O jato estelar está embutido em uma área de formação estelar conhecida como região HII. Uma cadeia de nós compõe esse jato bipolar, sugerindo que a estrela binária responsável por ele emite material de forma intermitente. O telescópio Gemini South capturou essas imagens cristalinas usando seu sistema de óptica adaptativa, que ajuda os astrônomos a neutralizar os efeitos de desfoque da turbulência atmosférica. Crédito da imagem: Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA

MHO 1502 está a cerca de 700 parsecs de distância na nuvem molecular Vela-D. Os astrônomos descobriram em 2007 e identificaram os nós em 2013. Pesquisas anteriores mostraram que a fonte de condução do MHO 1502 pode ser uma única estrela de massa intermediária, mas não pode descartar um binário não resolvido ou mesmo um sistema multi-estrela. Este estudo sugere a presença de uma estrela binária separada por cerca de 240 UA, mas não chega a nenhuma conclusão específica.

Esta é uma imagem composta de MHO 1502 obtida com GSAOI/GEMINI.  O filtro de banda K é mostrado em magenta e o filtro de banda H2 em verde.  As setas amarelas indicam emissões de H2 adjacentes ao jato MHO 1502.  Eles estão no campo visual e é improvável que estejam associados a esse jato.  Crédito de imagem: Ferrero et al.  2021
Esta é uma imagem composta de MHO 1502 obtida com GSAOI/GEMINI. As setas amarelas indicam emissões de H2 adjacentes ao jato MHO 1502. Eles estão no campo visual e é improvável que estejam associados a esse jato. Crédito de imagem: Ferrero et al. 2021
Esta imagem do estudo mostra o IRAC 18064, que é a fonte do MHO 1502. A fonte pode ser uma única estrela de massa intermediária, um par de estrelas separadas por cerca de 240 UA ou até mesmo um sistema multi-estrelas. Crédito de imagem: Ferrero et al. 2021

Os sistemas de jatos e as fontes que os impulsionam são complexos e inter-relacionados, mas alguns detalhes ainda são desconhecidos. As estrelas binárias ou múltiplas estão em jogo nesses sistemas? Os autores acham que isso é provável; caso contrário, os jatos não mostrariam aglomerados ou curvas.


Jatos como esses não são incomuns, e entendê-los pode ajudar os astrônomos a entender o processo de formação de estrelas e a evolução do sistema solar com mais detalhes. 
Apenas estrelas jovens têm jatos porque eles só se formam quando uma estrela está crescendo ativamente. 
Portanto, aprender mais sobre MHOs nos diria mais sobre as próprias estrelas jovens e o processo de formação de estrelas.
Os astrônomos descobriram esses jatos apenas alguns anos atrás, o que também é verdade para as Nuvens Escuras Infravermelhas. 
Os jatos, as nuvens e as regiões de formação de estrelas em que residem provavelmente estão conectados de várias maneiras, mas o estudo desses objetos ainda está em sua infância. 
Os astrônomos têm muito trabalho a fazer e, sem dúvida, haverá algumas descobertas interessantes ao longo do caminho.
A última palavra vai para os autores: “A semelhança do MHO 2147, do Ad-jet e do jato perpendicular MHO 2148 com outros jatos relatados anteriormente sugere a existência de um pequeno, mas interessante grupo de jatos adjacentes e perpendiculares que estão inter-relacionados e são provavelmente associados. 
No entanto, para esclarecer a relação física do MHO 2147, Ad-jet e MHO 2148, são necessários dados multi-comprimento de onda sensíveis e de alta resolução angular.”