O Dr. Lu Xing, pesquisador associado do Observatório Astrona´mico de Xangai (SHAO) da Academia Chinesa de Ciências, juntamente com colaboradores da Universidade de Yunnan, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica e do Instituto Max Planck, usaram observações de alta resolução dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para descobrir um disco protoestelar macia§o no Centro Gala¡ctico e determinar como seus braa§os espirais foram formados.

A pesquisa do grupo mostra que este disco foi perturbado pelo encontro pra³ximo com um objeto pra³ximo, levando a  formação dos braa§os espirais. Essa descoberta demonstra que a formação de estrelas massivas pode ser semelhante a  de estrelas de menor massa, por meio de discos de acreção e sobrevoos.

Os resultados foram publicados na Nature Astronomy em 30 de maio.

Durante a formação das estrelas, os discos de acreção surgem em torno de estrelas recanãm-nascidas. Esses discos de acreção, também conhecidos como "discos protoestelares", são um componente essencial na formação de estrelas. Os discos de acreção alimentam continuamente o gás nas protoestrelas do ambiente. Nesse sentido, são bera§os estelares onde nascem e crescem estrelas.

Para protoestrelas massivas, especialmente as primeiras do tipo O com mais de 30 massas solares , no entanto, o papel dos discos de acreção em sua formação não foi claro.

A uma distância de cerca de 26.000 anos-luz da Terra, o Centro Gala¡ctico éum ambiente de formação de estrelas aºnico e importante. Além do buraco negro supermassivo Sgr A*, o Centro Gala¡ctico contanãm um enorme reservata³rio de gás molecular denso, principalmente na forma de hidrogaªnio molecular (H 2 ), que éa matéria-prima para a formação de estrelas. O gás comea§a a formar estrelas assim que o colapso gravitacional éiniciado.

No entanto, o ambiente no Centro Gala¡ctico éaºnico, com forte turbulaªncia e fortes campos magnanãticos , bem como forças de maréde Sgr A*, que afetam substancialmente a formação de estrelas nesta regia£o.

Como a distância entre o Centro Gala¡ctico e a Terra éenorme e existem contaminações complicadas em primeiro plano, as observações diretas de regiaµes de formação de estrelas ao redor do Centro Gala¡ctico tem sido um desafio.

A equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Lu usou as longas observações de linha de base do ALMA para alcana§ar uma resolução de 40 milissegundos de arco. Para se ter uma ideia de quanto boa éessa resolução, ela permitiria que um observador em Xangai identificasse facilmente uma bola de futebol em Pequim.

Com essas observações ALMA de alta resolução e alta sensibilidade, os pesquisadores descobriram um disco de acreção no Centro Gala¡ctico. O disco tem um dia¢metro de cerca de 4.000 unidades astrona´micas e envolve uma estrela em formação do tipo O com uma massa cerca de 32 vezes a do sol. Este sistema estãoentre as protoestrelas mais massivas com discos de acreção e representa a primeira imagem direta de um disco protoestelar no Centro Gala¡ctico.

A descoberta sugere que estrelas massivas do tipo O inicial passam por uma fase de formação envolvendo discos de acreção, e esta conclusão éva¡lida para o ambiente aºnico do Centro Gala¡ctico.

O mais interessante éque o disco exibe claramente dois braa§os espirais. Esses braa§os são frequentemente encontrados em gala¡xias espirais, mas raramente são vistos em discos protoestelares. Em geral, os braa§os espirais emergem nos discos de acreção devido a  fragmentação induzida pela instabilidade gravitacional. No entanto, o disco descoberto nesta pesquisa équente e turbulento, tornando-o capaz de equilibrar sua própria gravidade.

Ao tentar explicar esse fena´meno, os pesquisadores propuseram uma explicação alternativa osque as espirais foram induzidas por perturbações externas. Os pesquisadores propuseram essa explicação depois de detectar um objeto de cerca de três massas solares ospossivelmente a fonte da perturbação externa osvários milhares de unidades astrona´micas de distância do disco.

Para verificar essa proposição, os pesquisadores calcularam várias dezenas de a³rbitas possa­veis desse objeto. Eles descobriram que apenas uma dessas a³rbitas poderia perturbar o disco aonívelobservado. Posteriormente, eles realizaram uma simulação numanãrica na plataforma de supercomputação de alto desempenho do Observatório Astrona´mico de Xangai para trazr a trajeta³ria do objeto intruso. Os cientistas conseguiram reproduzir com sucesso toda a história do objeto voando pelo disco hámais de 10.000 anos, quando teria provocado espirais no disco.

"A boa correspondaªncia entre os ca¡lculos anala­ticos, a simulação numanãrica e as observações do ALMA fornecem evidaªncias robustas de que os braa§os espirais no disco são rela­quias do sobrevoo do objeto intruso", disse o Dr. Lu.

Essa descoberta demonstra claramente que os discos de acreção em esta¡gios evolutivos iniciais da formação estelar estãosujeitos a processos dina¢micos frequentes, como sobrevoos e esses processos podem influenciar substancialmente a formação de estrelas e planetas.

Curiosamente, os sobrevoos também podem ter ocorrido em nosso pra³prio sistema solar: um sistema estelar bina¡rio conhecido como estrela de Scholz passou pelo sistema solar cerca de 70.000 anos atrás, provavelmente penetrando atravanãs da nuvem de Oort e enviando cometas para o interior do sistema solar.

O estudo atual sugere que para estrelas mais massivas, especialmente no ambiente de alta densidade estelar ao redor do Centro Gala¡ctico, esses sobrevoos também devem ser frequentes. "A formação desta protoestrela massiva ésemelhante aos seus primos de menor massa, como o Sol, com discos de acreção e eventos de passagem envolvidos. Embora as massas estelares sejam diferentes, certos mecanismos fa­sicos na formação de estrelas podem ser os mesmos. Isso fornece pistas importantes para resolver o mistério da formação de estrelas massivas ", disse o Dr. Lu.