Órbita indica encontro recente entre duas protoestrelas massivas

Estrelas massivas aparecem com frequência em pares, mas o começo desses sistemas permanece difícil de observar. Duas estrelas podem nascer da fragmentação do mesmo disco de gás, formar-se em núcleos diferentes de uma nuvem e depois se encontrar, ou ser reunidas por interações num aglomerado. A equipe de Yao Wang e Yichen Zhang procurou distinguir essas rotas em IRAS 07299−1651, um par de protoestrelas ainda imerso na nuvem que o alimenta.

Os pesquisadores compararam observações do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e do Jansky Very Large Array feitas ao longo de quase oito anos. Mudanças minúsculas na posição relativa das protoestrelas revelaram seu movimento no plano do céu. Linhas de recombinação do hidrogênio — emissões produzidas quando elétrons voltam a se ligar a íons de hidrogênio — forneceram velocidades ao longo da linha de visão. Imagens do telescópio espacial James Webb e do Very Large Telescope mostraram a direção dos jatos. A combinação permitiu reconstruir o movimento orbital em três dimensões, além da orientação dos discos que cercam cada astro.

As soluções orbitais preferidas descrevem uma trajetória muito alongada, próxima de uma parábola, e uma separação atual de cerca de 200 unidades astronômicas; uma unidade astronômica é a distância média entre a Terra e o Sol. Aqui, “próxima de uma parábola” não significa que os astros desenhem uma curva visível no céu. Significa que a energia orbital estimada fica perto da fronteira entre uma elipse gravitacionalmente ligada e uma passagem aberta, na qual os objetos se afastariam para sempre. Por isso, os dados atuais ainda não determinam se o par permanecerá unido.

A geometria dos discos acrescentou outra pista. Os dois discos circunstelares giram em planos fortemente inclinados em relação à órbita e entre si, conforme indicam as linhas de hidrogênio e as direções dos jatos. Uma fragmentação ordenada dentro de um único disco tenderia a produzir orientações mais parecidas. A equipe interpreta a combinação de órbita excêntrica e discos desalinhados como sinal de que cada protoestrela começou a se formar em um núcleo gasoso distinto. Um encontro quase parabólico teria aproximado os núcleos e produzido a configuração atual. Em soluções orbitais representativas, a maior aproximação ocorreu cerca de 60 anos antes das observações, mas essa data é uma estimativa do modelo, não uma cena observada diretamente.

O estudo chama essa rota de “fusão de núcleos”: os núcleos de gás se encontram e passam a montar um sistema binário, enquanto as protoestrelas e seus discos continuam identificáveis. O termo não descreve a fusão física das duas estrelas. O resultado também revê a leitura de observações publicadas em 2019, então compatíveis com formação conjunta por fragmentação de um disco comum; o acompanhamento mais longo revelou o movimento orbital e tornou o desalinhamento difícil de ignorar.

IRAS 07299−1651 oferece, assim, um caso concreto em que um encontro entre núcleos inicialmente separados explica melhor a arquitetura observada. O sistema não informa com que frequência esse caminho constrói pares massivos na Galáxia. Repetir o acompanhamento de outras protoestrelas por anos poderá mostrar se órbitas muito excêntricas e discos desalinhados são uma exceção ou uma etapa recorrente da formação de binárias massivas.