Os astrônomos encontraram evidências convincentes de que os planetas começam a se formar enquanto as estrelas infantis ainda estão crescendo.
A imagem de alta resolução obtida com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) mostra um jovem disco proto-estelar com várias lacunas e anéis de poeira. Este novo resultado, recém-publicado na Nature, mostra o exemplo mais jovem e detalhado de anéis de poeira agindo como berços cósmicos, onde as sementes dos planetas se formam e se firmam.
Uma equipe internacional de cientistas liderada por Dominique Segura-Cox no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) na Alemanha teve como alvo a proto-estrela IRS 63 com o observatório de rádio ALMA. Este sistema está a 470 anos-luz da Terra e localizado nas profundezas da densa nuvem interestelar L1709 na constelação de Ophiuchus. As proto-estrelas tão jovens quanto IRS 63 ainda estão envoltas em um grande e maciço manto de gás e poeira chamado de envelope, e a proto-estrela e o disco se alimentam desse reservatório de material.
Em sistemas com mais de 1.000.000 de anos, depois que as proto-estrelas terminaram de reunir a maior parte de sua massa, anéis de poeira foram previamente detectados em grande número. IRS 63 é diferente: com menos de 500.000 anos de idade, tem menos da metade da idade de outras estrelas jovens com anéis de poeira e a proto-estrela ainda crescerá significativamente em massa. “Os anéis do disco em torno do IRS 63 são tão novos”, enfatiza Segura-Cox. “Costumávamos pensar que as estrelas entraram primeiro na idade adulta e depois foram as mães dos planetas que vieram depois. Mas agora vemos que as proto-estrelas 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 que crescer a partir de pequenas partículas de poeira, menores do que a poeira doméstica aqui na Terra. “Os anéis no disco do IRS 63 são enormes pilhas de poeira, prontas para se combinar em planetas”, observa a co-autora Anika Schmiedeke da 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 proto-estrela central. Se os planetas começarem a se formar muito cedo e a grandes distâncias da proto-estrela, eles podem sobreviver melhor a esse processo.
A equipe de pesquisadores descobriu que há cerca de 0,5 massas de poeira de Júpiter no jovem disco do IRS 63 a mais de 20 au de seu centro (a uma distância semelhante à órbita de Urano em nosso sistema solar). Isso sem contar a quantidade de gás, que pode somar até 100 vezes mais material. São necessários pelo menos 0,03 massas de Júpiter de material sólido para formar um núcleo de planeta que irá acumular gás de forma eficiente e crescer 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, e então migrado para dentro para sua localização atual. Da mesma forma, a poeira ao redor do IRS 63 mostra que há material suficiente longe da proto-estrela e em um estágio jovem o suficiente para que este análogo do Sistema Solar forme planetas da maneira que Júpiter se suspeita ter se formado.
“O tamanho do disco é muito semelhante ao de nosso próprio Sistema Solar”, explica Segura-Cox. “Até mesmo a massa da proto-estrela é um pouco menor que a do nosso Sol. O estudo desses jovens discos formadores de planetas ao redor de proto-estrelas pode nos dar importantes insights sobre nossas próprias origens.”
Publicado em 28/10/2020 13h32
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