Jovem ‘Sol’ é pego soprando bolhas pelo Chandra da NASA

Pela primeira vez, uma versão muito mais jovem do Sol foi capturada em flagrante soprando bolhas na galáxia, por astrônomos usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA.

A bolha – chamada “astrosfera” – envolve completamente a estrela juvenil. Os ventos da superfície da estrela estão soprando a bolha e enchendo-a com gás quente à medida que ela se expande em gás galáctico muito mais frio e poeira ao redor da estrela. O Sol tem uma bolha semelhante ao seu redor, que os cientistas chamam de heliosfera, criada pelo vento solar. Estende-se muito além dos planetas do nosso sistema solar e protege a Terra da radiação cósmica.

Esta é a primeira imagem de uma astrosfera que os astrónomos obtiveram em torno de uma estrela semelhante ao Sol. Ela mostra uma emissão ligeiramente estendida, em vez de um único ponto de luz como visto em outras estrelas.

“Há décadas que estudamos a astrosfera do nosso Sol, mas não conseguimos vê-la do exterior”, disse Carey Lisse, da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, que liderou o estudo, publicado (dia da semana) no Astrophysical Journal. “Este novo resultado do Chandra sobre a astrosfera de uma estrela semelhante ensina-nos sobre a forma do Sol e como esta mudou ao longo de milhares de milhões de anos à medida que o Sol evolui e se move através da galáxia.”

A estrela chama-se HD 61005 e está localizada a cerca de 120 anos-luz da Terra, o que a torna relativamente próxima. HD 61005 tem aproximadamente a mesma massa e temperatura que o Sol, mas é muito mais jovem, com uma idade de cerca de 100 milhões de anos, em comparação com a idade do Sol, de cerca de 5 mil milhões de anos.

Por ser tão jovem, HD 61005 tem um vento de partículas muito mais forte que sopra da sua superfície, que viaja cerca de 3 vezes mais rápido e é cerca de 25 vezes mais denso que o vento do Sol. Isto amplifica o processo de formação de bolhas na astrosfera e imita como o nosso Sol se comportava há vários milhares de milhões de anos.

“Somos impactados pelo Sol todos os dias, não apenas pela luz que ele emite, mas também pelo vento que ele envia para o espaço, que pode afetar nossos satélites e potencialmente os astronautas que viajam para a Lua ou Marte”, disse o coautor Scott Wolk, do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA). “Esta imagem da astrosfera em torno de HD 61005 dá-nos informações importantes sobre como pode ter sido o vento do Sol no início da sua evolução.”

Os astrónomos apelidaram o sistema estelar HD 61005 de “Mariposa” porque está rodeado por grandes quantidades de poeira com um padrão semelhante ao formato das asas de uma mariposa quando vista através de telescópios infravermelhos. As asas são formadas a partir de material deixado para trás após a formação da estrela, semelhante ao Cinturão de Kuiper em nosso sistema solar. As observações destas asas com o Telescópio Espacial Hubble da NASA mostraram que a matéria interestelar que rodeia HD 61005 é cerca de mil vezes mais densa do que a que rodeia o Sol.

Desde a década de 1990, os astrônomos têm tentado capturar a imagem de uma astrosfera em torno de uma estrela semelhante ao Sol. O Chandra foi capaz de detectar a astrosfera em torno de HD 61005 porque ela está produzindo raios X à medida que o vento estelar corre para a poeira e gás médio interestelar local mais frio que circunda a estrela. O denso ambiente galáctico local, combinado com a visão de raios X de alta resolução do Chandra, o forte vento estelar e a proximidade da estrela, ajudaram a criar um forte sinal de raios X, permitindo a descoberta de uma astrosfera em torno de HD 61005. Tem um diâmetro cerca de 200 vezes a distância da Terra ao Sol.

“Há um ditado sobre uma mariposa sendo atraída pela chama”, disse o coautor Brad Snios, ex-CfA e agora no MITRE, uma organização sem fins lucrativos que participa de pesquisas financiadas pelo governo federal. “No caso do HD 61005, a ‘Mariposa’ não consegue escapar facilmente da chama porque nasceu ao seu redor e pode ser sustentada por um disco ao seu redor.”

O Sol não só provavelmente passou por uma fase de desenvolvimento semelhante à HD 61005 quando era mais jovem, como também provavelmente viajou através de uma região mais densa de poeira e gás do que onde o Sol está localizado atualmente, fortalecendo a ligação com HD 61005.

“É incrível pensar que a nossa heliosfera protetora só se estenderia até à órbita de Saturno se estivéssemos na parte da galáxia onde a Mariposa está localizada, ou, inversamente, que a Mariposa teria uma astrosfera 10 vezes maior que a do Sol se estivesse localizada aqui”, disse Lisse.

HD 61005 não é visível da Terra a olho nu, mas está perto o suficiente para que os observadores do céu possam vê-lo usando binóculos.

Os primeiros indícios de emissão de raios X da estrela central do Moth foram baseados em uma breve observação de HD 61005 pelo Chandra, de uma hora de duração, em 2014. Em 2021, os astrônomos observaram HD 61005 por quase 19 horas, o que permitiu a detecção da estrutura astrosférica estendida.

O Marshall Space Flight Center da NASA gerencia o programa Chandra. O Centro de Raios-X Chandra do Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo de Burlington, Massachusetts.

Crédito da imagem: Raio X: NASA/CXC/John Hopkins Univ./CM Lisse et al.; Infravermelho: NASA/ESA/STIS; Óptico: NSF/NoirLab/CTIO/DECaPS2; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Para saber mais sobre o Chandra, acesse:

https://science.nasa.gov/chandra

Saiba mais sobre o Observatório de Raios-X Chandra e sua missão aqui:

https://www.nasa.gov/chandra

https://chandra.si.edu

Este lançamento contém três imagens principais, cada uma oferecendo uma visão diferente da astrosfera que rodeia uma estrela jovem chamada HD 61005. Uma astrosfera é uma bolha soprada pelo vento cheia de partículas de gás e poeira que envolve uma estrela à medida que esta avança através do espaço interestelar.

Neste lançamento, uma imagem óptica do Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile, mostra HD 61005 no contexto do seu campo estelar. Aqui, a estrela em questão aparece como um ponto branco brilhante rodeado por outros pontos brilhantes de tamanhos semelhantes e menores. A imagem está totalmente repleta de pontos de luz em tons de azul, branco, dourado, verde e vermelho. A esta distância, numa observação óptica, a astrosfera da estrela não é discernível.

A segunda imagem é uma composição, que apresenta um close-up de HD 61005 usando dados infravermelhos do Hubble e dados de raios X do Observatório de Raios X Chandra. Aqui, a estrela esférica tem um núcleo brilhante repleto de luz branca de raios-X. Ao redor do núcleo branco há um brilho roxo neon; a astrosfera que circunda a estrela. Uma característica distintiva do HD 61005 é uma cauda branca em forma de cunha com pontas em azul neon, que segue a estrela em movimento rápido. Esta cauda é um material empoeirado deixado após a formação da estrela. A forma de cunha ou asa da cauda rendeu à estrela o apelido de ‘Mariposa’ pelos astrônomos que a espionam através de telescópios infravermelhos.

A terceira imagem deste lançamento é uma ilustração artística de uma astrosfera em ação. Aqui, uma grande bola roxa pálida voa da direita para a esquerda, formando uma nuvem marrom enevoada. A bola roxa parece estar protegida por um campo de força azul, que empurra a nuvem castanha para o lado à medida que a bola mergulha. Nesta ilustração, a bola roxa representa a astrosfera que rodeia uma estrela e a nuvem castanha é o gás interestelar. O campo de força azul é um choque em arco, uma onda de choque curva e flutuante, semelhante ao estrondo sônico que viaja na frente de um avião supersônico. O choque em arco é causado pelo movimento da estrela e de sua astrosfera avançando pelo espaço. Esta ilustração apresenta uma série de linhas tênues que representam padrões de vento da HD 61005, mas não mostra a cauda dos detritos encontrados atrás e ao lado da HD 61005.

Megan Watzke
Centro de Raios X Chandra
Cambridge, Massachusetts.
617-496-7998
mwatzke@cfa.harvard.edu

Joel Wallace
Centro de Voo Espacial Marshall, Huntsville, Alabama
256-544-0034
joel.w.wallace@nasa.gov

Fonte