Nos discos de poeira e gases ao redor de estrelas jovens, ocorrem estruturas misteriosas. Juntamente com o professor Ewine van Dishoeck, Ph.D. O aluno Paolo Cazzoletti investiga como podemos explicar essas formas, como anéis, espirais e buracos. Em 12 de dezembro, ele defenderá sua tese.
Desde a descoberta do primeiro exoplaneta nos anos 90, mais de 4000 exoplanetas foram encontrados. Os planetas são formados em discos protoplanetários em torno de estrelas jovens. “Primeiro, a poeira se agrupa em grãos que crescem gradualmente até o tamanho de seixos e eventualmente em rochas e planetas”, diz Cazzoletti. “Se eles são grandes e pesados ??o suficiente, podem atrair gás do disco e, em alguns casos, transformar-se em gigantes como Júpiter e Saturno”.
Ferraduras e bananas
Nas primeiras observações do telescópio, os discos protoplanetários pareciam suaves e simétricos. Mas isso mudou cerca de sete anos atrás. Usando o radiotelescópio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile, os astrônomos conseguiram observar os discos com mais detalhes. “Essas observações mostraram que não são simétricas e suaves”, diz Cazzoletti. “Vimos estruturas e formas, como buracos, anéis e subestruturas em forma de ferradura e banana. Isso foi uma surpresa”.
A explicação mais frequentemente mencionada para isso é a presença de um ou mais planetas. Eles podem interagir com a poeira e o gás no disco, criando as estruturas. Mas foram encontrados menos planetas do que o necessário para explicar todas as estruturas de poeira e gás. Cazzoletti: “Isso torna as estruturas mais misteriosas. Tivemos que procurar outras explicações”.
Vórtices de poeira
Em sua pesquisa sobre explicações para as estruturas, Cazzoletti baseia-se na tese de mestrado. “Estou interessado nesses discos planetários há algum tempo”, diz ele. “E o conhecimento da pesquisa de meu mestre parecia se encaixar bem nos dois primeiros capítulos da minha tese.”
Para seu doutorado, ele estudou, entre outras coisas, as observações ALMA da HD 135344B, um disco em torno de uma jovem estrela. Este disco não é simétrico. No lado sul, há uma estrutura em forma de banana. Parece um tipo de vórtice de poeira. Além disso, pequenas partículas de poeira na camada superior do disco formam braços em espiral. Os astrônomos pensaram inicialmente que estes eram causados ??pela presença de planetas na área externa do disco. Mas nenhum planeta foi encontrado. Cazzoletti descreve em sua tese como os braços espirais podem ser criados pelo vórtice de poeira assimétrico. Se for esse o caso, apenas um planeta, próximo à estrela, é necessário para explicar o restante da estrutura observada.
Furos com ou sem buracos?
Além deste trabalho observacional, Cazzoletti também realizou uma pesquisa teórica para explicar estruturas em forma de anel no gás de discos protoplanetários. Para esse fim, ele se concentrou nas moléculas de cianeto. “Existem duas possibilidades pelas quais vemos essas estruturas de gás em forma de anel”, diz Cazzoletti. “Isso pode ser causado por um furo em forma de anel no disco.
Ou não há buraco, mas apenas parece haver um buraco por causa da química das moléculas de cianeto e da maneira como elas emitem luz. “Analisando modelos teóricos, ele descobriu que as formas de anel observadas não estão relacionadas à forma das disco de poeira. “São principalmente buracos químicos, porque há menos cianeto nas proximidades da estrela-mãe.”
Mais conhecimento sobre exoplanetas
Cazzoletti’s Ph.D. a pesquisa contribui para uma melhor compreensão da maneira como as estruturas são criadas em discos protoplanetários. Com esse conhecimento, os astrônomos no futuro esperam descobrir como as estruturas se relacionam com a formação de planetas e a diversidade de sistemas exoplanetários que foram observados nos últimos vinte e cinco anos.
O próprio Cazzoletti não continua esta pesquisa. Os astrônomos são muito procurados como cientistas de dados em toda uma gama de organizações. Desde o início de novembro, Cazzoletti usa seu conhecimento em análise de dados como cientista de dados na empresa italiana Prometeia.
Publicado em 15/12/2019
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