23/07/2021 - 11:23
Astrônomos detectaram pela primeira vez de forma clara a presença de um disco em torno de um planeta fora do nosso Sistema Solar. Estas observações, feitas com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é parceiro, nos dão novas pistas sobre como luas e planetas se formam em sistemas estelares jovens.
“Nosso trabalho mostra uma detecção clara de um disco onde satélites podem estar se formando”, disse Myriam Benisty, pesquisadora da Universidade de Grenoble (França) e na Universidade do Chile, que liderou o trabalho publicado na revista The Astrophysical Journal Letters. “Estas observações foram obtidas pelo Alma e possuem uma tal resolução que pudemos identificar claramente que o disco está associado ao planeta e conseguimos também, pela primeira vez, obter limites para o seu tamanho,” acrescentou.
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O disco em questão, chamado disco circumplanetário, rodeia o exoplaneta PDS 70c, um dos dois planetas gigantes do tipo de Júpiter que orbitam uma estrela localizada a quase 400 anos-luz de distância da Terra. Os astrônomos já tinham descoberto anteriormente indícios da existência de um disco de formação de luas em torno desse exoplaneta. No entanto, uma vez que não conseguiam separar o disco do meio circundante, não tinha sido possível até agora confirmar sua presença.
Comprovação de teorias
Além disso, com o auxílio do Alma, Benisty e a sua equipe descobriram que o diâmetro do disco tem um tamanho aproximado correspondente à distância Terra-Sol e massa suficiente para formar até três satélites do tamanho da nossa Lua.
Esses resultados não são apenas cruciais para descobrir como é que as luas se formam. “Essas novas observações são também extremamente importantes para comprovar teorias de formação planetária que, até agora, não podíamos testar”, explicou Jaehan Bae, pesquisador no Laboratório de Planetas e da Terra do Instituto Carnegie (EUA) e um dos autores do estudo.
Os planetas se formam em discos de poeira em torno de estrelas jovens, esculpindo cavidades à medida que “engolem” material do disco circunstelar para crescer. Durante esse processo, um planeta pode adquirir seu próprio disco circumplanetário, o que contribui para o crescimento do planeta, regulando a quantidade de material que cai sobre ele. Ao mesmo tempo, o gás e a poeira do disco circumplanetário podem se juntar em corpos progressivamente maiores por meio de colisões múltiplas, levando por fim ao nascimento de luas em órbita desses planetas.
No processo de formação
No entanto, os astrônomos ainda não compreendem muito bem esses processos. “Em suma, ainda não está claro quando, onde e como é que os planetas e suas luas se formam”, disse Stefano Facchini, bolsista do ESO que está também envolvido nessa pesquisa.
“Até agora foram descobertos mais de 4 mil exoplanetas, mas todos eles fazem parte de sistemas já maduros. PDS 70b e PDS 70c, que formam um sistema que lembra o par Júpiter-Saturno, são os dois únicos exoplanetas detectados até agora que ainda estão no processo de formação”, explicou Miriam Keppler, pesquisadora no Instituto Max Planck de Astronomia (Alemanha) e uma das coautoras do estudo. “Esse sistema, portanto, nos oferece uma oportunidade única para observar e estudar os processos de formação de planetas e satélites”, acrescentou Facchini.
PDS 70b e PDS 70c, os dois planetas que compõem o sistema, foram descobertos inicialmente com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO em 2018 e 2019, respectivamente. Sua natureza única significa que foram já observados posteriormente e diversas vezes por outros telescópios e instrumentos.
Mapeamento em detalhes
As observações de alta resolução do Alma permitiram agora aos astrônomos descobrir mais sobre esse sistema. Além de terem confirmado a presença de um disco circumplanetário em torno de PDS 70c e estimarem o seu tamanho e massa, os pesquisadores descobriram também que PDS 70b não apresenta evidências claras de um tal disco. Isso indica que seu local de nascimento deve ter ficado desprovido de poeira devido ao seu companheiro, PDS 70c.
Com o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, em construção no Cerro Armazones, no deserto chileno do Atacama, será possível compreender melhor esse sistema planetário. “O ELT será crucial para este trabalho de investigação, uma vez que, com a sua resolução ainda maior, poderemos mapear o sistema em detalhes”, disse o coautor Richard Teague, pesquisador no Center for Astrophysics|Harvard & Smithsonian (EUA). Em particular, usando o instrumento Metis (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph) que será montado no ELT, a equipe conseguirá ver os movimentos do gás que rodeia PDS 70c, obtendo assim uma visão tridimensional do sistema.
