Disco de acreção

Estas imagens fazem parte da National Science Foundation Multimedia Gallery. As imagens e o texto original podem ser encontradas aqui e aqui.

An artist's conception of the accretion disk in the binary star system WZ Sge.
Uma concepção artística do disco de acreção no sistema estelar binário WZ
Sge. Uma nova versão do mesmo foi feita a partir de novos dados obtidos pelo Kitt Peak
National Observatory e o Spitzer Space Telescope, e aparece no fim deste post.




Observações de um sistema estelar binário interativo, realizado com os telescópios do Kitt
Peak National Observatory (KPNO) e o Spitzer Space Telescope da NASA, indicam que os discos de gás quente e poeira que se acumulam em torno de diversos objetos astronômicos – desde estrelas anãs-brancas em sistemas binários energéticos, até buracos negros super-maciços no coração de galáxias ativas – provavelmente são muito maiores do que se acreditava até então.

O alvo dessa investigação específica, chamado WZ Sagittae (WZ Sge), é um binário interativo de estrelas na constelação Sagitta, a flecha do arqueiro Sagitário. Ela faz parte de um programa chamado Spitzer-NOAO Observing Program for Teachers and Students (Programa Spitzer-NOAO de Observação para Professores e Estudantes), onde Steve B.
Howell do National Optical Astronomy Observatory (Observatório Nacional de Astronomia Óptica = NOAO) e uma  equipe de astrônomos e professores coletaram imagens do WZ Sge usando o telescópio de 2,1m da National Science
Foundation’s (NSF) e o telescópio de 0,9m da WIYN, ambos localizados no KPNO, e a Infrared Array Camera (IRAC) a bordo do Spitzer.

Estrelas binárias interativas, tais como WZ Sge, contém uma anã-branca (uma estrela compacta, mais ou menos do tamanho da Terra, mas com uma massa próxima da do Sol) e uma estrela companheira, maior, porém com menos massa e muito mais fria. O material da estrela acompanhante é arrancado de sua superfície pela gravidade mais forte da anã-branca e flui na direção da anã-branca, formando um disco a seu redor, chamado de disco de acreção.

Independente de se formarem em sistemas variáveis cataclísmicos, ou em torno dos buracos negros super-maciços no coração de galáxias ativas, os discos de acreção têm sido bastante observados e modelados, usando-se medições obtidas ao longo de grande parte do espectro eletromagnético, dos raios-X ao infravermelho próximo. A imagem modelo do “disco de acreção padrão” é um disco fino de material gasoso em torno da anã-branca ou buraco negro.

A equipe de Howell obteve, pela primeira vez, uma série de observações de um disco de acreção feitas na faixa dos 4,5 e 8 microns, vindas do Telescópio Espacial Spitzer. Mais ou menos ao mesmo tempo, eles obtiveram os dados das observações ópticas de WZ Sge feitas no KPNO. As observações ópticas confirmavam o modelo aceito de tamanho e temperatura do disco de acreção.

Estretando, as observações na faixa do infravermelho intermediário eram totalmente inesperadas e revelaram que um disco bem maior, de material poeirento e frio, fica em torno do disco de acreção gasoso. Esse disco externo provavelmente contem tanta massa como um asteróide de porte médio. O recém-descoberto disco exterior se estende até cerca de 20 vezes o raio do disco gasoso.

As implicações dessa descoberta tem longo alcance, uma vez que afetam não só os modelos teóricos (já que os modelos de formação e evolução dos discos de acreção foram feitos a partir dos dados até então disponíveis sobre seus tamanho, temperatura e composição – todos quantidades que precisam agora serem revistas), como também todas as obervações anteriores de sistemas que contem discos de acreção.

An artist's conception of the accretion disk in the binary star system WZ Sge. 

Concepção artística do disco de acreção do sistema estelar binário WZ Sge. [A versão anterior é a que aparece acima neste post]
Este novo conceito foi criado usado dados do Kitt Peak National
Observatory e do Spitzer Space Telescope. O novo quadro do disco de acreção mostra um disco maior e mais grosso de material poeirento frio em torno de grande parte do disco de acreção gasoso. Uma pequena parte da estrela acompanhante, mais fria e alaranjada, é visível à esquerda. A anã-branca, mais quente, aparece no centro do disco de acreção. O material da estrela mais fria flui para o disco de acreção e, daí, para a anã-branca.

Crédito: P. Marenfeld/NOAO/AURA/NSF

Download da primeira imagem em alta definição (JPG). (2.2 MB)

Download da segunda imagem em alta definição (JPG). (7.5 MB)

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