Cientistas que usam o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para estudar o disco protoplanetário em torno de uma estrela jovem descobriram a evidência química mais convincente até hoje sobre a formação de protoplanetas. A descoberta fornecerá aos astrônomos um método alternativo para detectar e caracterizar protoplanetas quando observações diretas ou imagens não são possíveis. Os resultados serão publicados em uma próxima edição do The Astrophysical Journal Letters.
HD 169142 é uma jovem estrela localizada na constelação de Sagitário que é de grande interesse para os astrônomos devido à presença de seu grande disco circunstelar rico em poeira e gás que é visto quase de frente. Vários candidatos a protoplanetas foram identificados na última década e, no início deste ano, cientistas da Universidade de Liège e da Universidade Monash confirmaram que um desses candidatos – HD 169142 b – é, de fato, um protoplaneta gigante semelhante a Júpiter.
As descobertas reveladas em uma nova análise de dados de arquivo do ALMA – uma colaboração internacional da qual o National Radio Astronomy Observatory (NRAO) da National Science Foundation é membro – podem agora tornar mais fácil para os cientistas detectar, confirmar e, finalmente, caracterizar protoplanetas. formando em torno de estrelas jovens.
“Quando olhamos para HD 169142 e seu disco em comprimentos de onda submilimétricos, identificamos várias assinaturas químicas convincentes deste protoplaneta gigante gasoso recentemente confirmado”, disse Charles Law, astrônomo do Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian, e principal autor do novo estudo. “Agora temos a confirmação de que podemos usar assinaturas químicas para descobrir que tipos de planetas podem estar se formando nos discos ao redor de estrelas jovens.”
A equipe se concentrou no sistema HD 169142 porque acreditava que a presença do protoplaneta gigante HD 169142 b provavelmente seria acompanhada por assinaturas químicas detectáveis, e eles estavam certos. A equipe de Law detectou monóxido de carbono (tanto 12CO quanto seu isotopólogo 13CO) e monóxido de enxofre (SO), que já haviam sido detectados e supostamente associados a protoplanetas em outros discos. Mas, pela primeira vez, a equipe também detectou monossulfeto de silício (SiS).
Isso foi uma surpresa porque, para que a emissão de SiS seja detectável pelo ALMA, os silicatos devem ser liberados de grãos de poeira próximos em ondas de choque massivas causadas por gás viajando em altas velocidades, um comportamento tipicamente resultante de fluxos de saída impulsionados por protoplanetas gigantes.
“SiS era uma molécula que nunca tínhamos visto antes em um disco protoplanetário, muito menos nas proximidades de um protoplaneta gigante”, disse Law. “A detecção da emissão de SiS apareceu porque significa que este protoplaneta deve estar produzindo ondas de choque poderosas no gás circundante.”
Com esta nova abordagem química para detectar protoplanetas jovens, os cientistas podem estar abrindo uma nova janela para o universo e aprofundando sua compreensão dos exoplanetas. Os protoplanetas, especialmente aqueles que ainda estão embutidos em seus discos circunstelares parentais, como no sistema HD 169142, fornecem uma conexão direta com a população conhecida de exoplanetas.
“Existe uma enorme diversidade de exoplanetas e, usando assinaturas químicas observadas com o ALMA, isso nos dá uma nova maneira de entender como diferentes protoplanetas se desenvolvem ao longo do tempo e, finalmente, conectam suas propriedades às dos sistemas exoplanetários”, disse Law.
“Além de fornecer uma nova ferramenta para a busca de planetas com o ALMA, esta descoberta revela uma química empolgante que nunca vimos antes. À medida que continuamos a pesquisar mais discos em torno de estrelas jovens, inevitavelmente encontraremos outros discos interessantes, mas moléculas imprevistas, assim como SiS. Descobertas como esta implicam que estamos apenas arranhando a superfície da verdadeira diversidade química associada às configurações protoplanetárias.”
Publicado em 02/07/2023 13h19
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