08/10/2020 - 11:50
Astrônomos encontraram evidências convincentes de que os planetas começam a se formar enquanto as estrelas jovens ainda estão crescendo. A imagem de alta resolução obtida com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) mostra um jovem disco protoestelar com várias lacunas e anéis de poeira. Este novo resultado mostra o exemplo mais jovem e detalhado de anéis de poeira agindo como berços cósmicos. É nesses lugares que as sementes dos planetas se formam e se firmam. Um artigo sobre o tema foi publicado na revista “Nature”.
Uma equipe internacional de cientistas liderada por Dominique Segura-Cox no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), da Alemanha, teve como alvo a protoestrela IRS 63 com o observatório de rádio Alma. Esse sistema está a 470 anos-luz da Terra, nas profundezas da densa nuvem interestelar L1709, na constelação de Ophiuchus. Protoestrelas tão jovens quanto a IRS 63 ainda estão envoltas em um grande e maciço manto de gás e poeira chamado de envelope. A protoestrela e o disco se alimentam desse reservatório de material.
Em sistemas com mais de 1 milhão de anos, depois que as protoestrelas terminaram de reunir a maior parte de sua massa, anéis de poeira foram previamente detectados em grande número. A IRS 63 é diferente. Com menos de 500 mil anos de idade, ela tem menos da metade da idade de outras estrelas jovens com anéis de poeira e ainda crescerá significativamente em massa.
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Obstáculos a superar
“Os anéis do disco em torno da IRS 63 são muito novos”, enfatiza Segura-Cox. “Costumávamos pensar que as estrelas entravam primeiramente na idade adulta e depois se tornavam as mães dos planetas que vinham depois. Mas agora vemos que as protoestrelas e os planetas crescem e evoluem juntos desde os primeiros tempos, como irmãos.”
Os planetas enfrentam alguns obstáculos sérios durante seus estágios iniciais de formação. Eles têm de crescer a partir de pequenas partículas de poeira, menores do que a poeira doméstica aqui na Terra. “Os anéis no disco da IRS 63 são enormes pilhas de poeira, prontas para se combinar em planetas”, observa a coautora Anika Schmiedeke, do MPE. No entanto, mesmo depois que a poeira se aglomera para formar um embrião de planeta, o planeta ainda em formação pode desaparecer. espiralando para dentro e sendo consumido pela protoestrela central. Se os planetas começarem a se formar muito cedo e a grandes distâncias da protoestrela, eles podem sobreviver melhor a esse processo.
O caso de Júpiter
Os pesquisadores descobriram que há cerca de 0,5 massa de poeira de Júpiter no disco da IRS 63 a mais de 20 unidades astronômicas de seu centro. (Essa é uma distância semelhante à da órbita de Urano no Sistema Solar.) Isso sem contar a quantidade de gás, que pode somar até 100 vezes mais material. É necessária pelo menos 0,03 massa de Júpiter de material sólido para formar um núcleo de planeta que acumulará gás de forma eficiente e crescerá para formar um planeta gasoso gigante.
O membro da equipe Jaime Pineda, do MPE, acrescenta: “Esses resultados mostram que devemos nos concentrar nos sistemas mais jovens para entender verdadeiramente a formação do planeta”. Por exemplo, há evidências crescentes de que Júpiter pode realmente ter se formado muito mais longe no Sistema Solar, além da órbita de Netuno. Depois ele migrou para dentro, para sua localização atual. Similarmente, a poeira ao redor da IRS 63 mostra que há material suficiente longe da protoestrela e em um estágio jovem o suficiente para que esse análogo do Sistema Solar forme planetas da maneira que se suspeita que Júpiter tenha se formado.
“O tamanho do disco é muito semelhante ao do nosso Sistema Solar” explica Segura-Cox. “Até mesmo a massa da protoestrela é um pouco menor que a do nosso Sol. O estudo desses jovens discos formadores de planetas em torno de protoestrelas pode nos dar importantes vislumbres sobre nossas próprias origens.”
