Accurate proper motions of the protostellar system VLA1623-2417

Imagine o céu noturno não como uma pintura estática, mas como uma movimentada pista de dança cósmica onde estrelas nascem, giram e, às vezes, colidem umas com as outras. Para entender como essas famílias estelares se formam e evoluem, os astrônomos precisam rastrear seus movimentos com uma precisão incrível. Isso é a ciência da astrometria, a arte de medir exatamente onde as coisas estão e quão rápido estão se movendo pelo céu. Pense nisso como tentar descobrir se dois carros em uma rodovia estão dirigindo um em direção ao outro, afastando-se um do outro ou apenas seguindo na mesma faixa, tirando fotos de suas posições anos depois. Para as estrelas bebês mais jovens e escondidas — chamadas de protoestrelas — isso é especialmente difícil porque elas estão envoltas em grossas mantas de poeira que bloqueiam a luz visível. Para ver através da névoa, os astrônomos usam gigantescos radiotelescópios que atuam como olhos superpotentes, ouvindo as ondas de rádio que esses bebês emitem. Ao rastrear esses pequenos movimentos ao longo de décadas, os cientistas podem compreender as forças invisíveis, como a gravidade, que estão puxando essas estrelas para junto delas ou lançando-as para longe, ajudando-nos a entender o berçário caótico onde nosso próprio Sol pode ter vivido outrora.

Em um novo estudo, uma equipe de astrônomos deu um olhar longo e atento a uma famosa família cósmica chamada VLA 1623–2417. Esta não é apenas uma única estrela bebê; é um sistema quádruplo complexo, o que significa que possui quatro componentes distintos interagindo em um tango gravitacional apertado. O sistema está localizado a cerca de 137,3 parsecs de distância (aproximadamente 448 anos-luz) em uma nuvem de gás e poeira conhecida como núcleo Ophiuchi A. A família consiste em um par binário apertado (duas estrelas orbitando uma à outra de perto, chamadas Aa e Ab), uma terceira estrela (B) orbitando-as a uma certa distância, e um quarto membro (W) pairando um pouco mais ao oeste.

Os pesquisadores, liderados por Ricardo Hernández Garnica, decidiram jogar o papel de detetives com um enorme arquivo de dados. Eles reuniram 37 observações diferentes feitas ao longo de um período de cerca de 34,5 anos usando alguns dos radiotelescópios mais poderosos do mundo: o VLA (Very Large Array) e o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), juntamente com dados mais antigos dos arrays SMA e BIMA. Ao costurar esses instantâneos, eles criaram um filme de alta definição do movimento do sistema, permitindo-lhes medir os "movimentos próprios" — a velocidade e a direção reais de cada estrela se movendo pelo céu — com uma precisão sem precedentes.

Aqui está o que eles descobriram, detalhado por membro da família:

O Casal Apertado (Aa e Ab)
O par mais interno, Aa e Ab, está separado por apenas cerca de 30 unidades astronômicas (ua) — uma distância aproximadamente do tamanho de todo o nosso sistema solar. O estudo revelou que eles estão definitivamente orbitando um ao outro. No entanto, como a equipe tinha apenas cerca de 11 anos de dados sobre este par específico, eles capturaram apenas uma pequena fatia de sua órbita (como observar um carro passar pela sua casa durante 10 segundos e tentar adivinhar o tempo completo de sua volta). Embora possam ver as estrelas se movendo, eles ainda não conseguem calcular a massa exata das estrelas ou a forma completa de sua órbita com total certeza. Os dados sugerem que eles estão se afastando um do outro, mas a órbita é tão longa (estimada em torno de 400 a 500 anos) que 11 anos é apenas um piscar de olhos no tempo cósmico.

O Irmão do Meio (B)
A estrela B é o filho do meio, orbitando o par Aa/Ab a uma distância de cerca de 300 ua. A equipe rastreou B por impressionantes 34,5 anos. Suas medições mostram que B está lentamente se aproximando do par Aa/Ab. Esse movimento para dentro confirma que B está gravitacionalmente ligado ao par interno; eles são uma verdadeira unidade familiar, não apenas estranhos de passagem. A matemática sugere que todo o sistema A/B tem uma massa total de cerca de 2 vezes a massa do nosso Sol.

O Excluído (W)
A descoberta mais emocionante diz respeito a VLA 1623–2417 W, a estrela situada a cerca de 10 segundos de arco (aproximadamente 1.400 ua) de distância do grupo principal. Por muito tempo, alguns cientistas pensaram que W poderia ser uma estrela "fugitiva" — um membro da família que foi violentamente expelido por um estilingue gravitacional durante um encontro inicial caótico.

Os novos dados descartam isso completamente. Ao medir o movimento de W ao longo de 32,5 anos, a equipe descobriu que W está, na verdade, se movendo em direção ao sistema A/B a uma velocidade de 1 a 2 quilômetros por segundo. Se W tivesse sido ejetado, estaria voando para longe, não voltando. Então, o que W está fazendo? Os autores sugerem duas possibilidades: ou W não faz parte da família e é apenas um vizinho movendo-se na mesma direção geral por acaso, ou é um membro da família em uma órbita muito estranha e altamente inclinada que o traz para mais perto dos outros neste momento.

Um Jato de Um Só Lado?
O estudo também notou algo estranho ao redor da estrela W. Em algumas imagens de rádio, há uma "cauda" tênue de material projetando-se para o oeste, perpendicular ao disco de W. Isso parece um jato de gás disparando, mas apenas em uma direção. Normalmente, jatos saem de ambos os polos de uma estrela, como uma mangueira de incêndio de dois lados. Os autores sugerem que W pode estar impulsionando um "jato de um só lado", talvez porque algo esteja bloqueando o outro lado, embora admitam que precisam de telescópios mais sensíveis para ter certeza.

A Conclusão
Este artigo não nos dá apenas números melhores; ele muda a história de como essa família se comporta. Ele prova que a teoria da "fugitiva" para a estrela W está errada. Confirma que o trio interno (Aa, Ab e B) são um sistema gravitacional ligado. E embora ainda não possa resolver a massa exata do binário interno (Aa/Ab) porque precisam observar por mais tempo, fornece o mapa mais preciso de seus movimentos até o momento.

Os autores ressaltam cuidadosamente que, embora tenham resolvido o mistério da direção de W, a dança orbital completa do binário interno continua sendo um enigma para o futuro. Eles sugerem que, com ainda mais dados de telescópios de próxima geração, como o SKA ou o ngVLA, poderemos finalmente ser capazes de pesar essas estrelas bebês perfeitamente e entender exatamente como elas se formaram. Por enquanto, sabemos que VLA 1623–2417 é uma família estável e em interação, onde o "excluído" está, na verdade, voltando para casa, ou pelo menos caminhando na mesma direção.