Sombras tremulando na poeira que envolve uma estrela recém-nascida revelaram um raro vislumbre de como o Sistema Solar pode ter se formado bilhões de anos atrás.
A mudança de luz em torno de uma estrela chamada TW Hydrae sugere que os discos gigantes de material que circundam a estrela estão fora de ordem, orbitando em ângulos de inclinação ligeiramente diferentes.
Novos sinais sugerem que existem três desses discos vacilantes – e seu alinhamento fora de ordem sugere a presença de múltiplos planetas bebês se formando, sua gravidade puxando os discos e os deixando tortos.
“Nunca vimos isso antes em um disco protoplanetário. Isso torna o sistema muito mais complexo do que pensávamos originalmente”, diz o astrônomo John Debes, do AURA da ESA e do Space Telescope Science Institute.
TW Hydrae tem sido de particular interesse para os cientistas planetários há anos. Tem apenas cerca de 8 milhões de anos. Isso é muito jovem para uma estrela; o Sol, para fins de comparação, tem cerca de 4,6 bilhões de anos. É tão jovem que ainda não começou a queimar hidrogênio em seu núcleo.
Ele ainda está ganhando massa e se contraindo ao fazê-lo, já que a gravidade prende a estrela mais de perto à medida que ela cresce. É cerca de 60 por cento da massa do Sol, mas tem um raio ligeiramente maior do que o Sol. De fato, acredita-se que TW Hydrae se pareça muito com o Sol quando era um recém-nascido.
À medida que as estrelas se formam, elas absorvem poeira e gás do espaço ao seu redor. Este material se organiza em um disco que gira em torno da estrela, alimentando-se dela a partir da borda interna. É desse disco que nascem os planetas. Pedaços de material se aglomeram, formando aglomerados cada vez maiores que colidem uns com os outros para formar planetas.
Como nasceram de um disco mais ou menos plano, esses planetas orbitam a estrela em um plano mais ou menos plano ao redor da estrela, uma vez que tudo esteja totalmente formado.
TW Hydrae está orientado de tal forma que podemos ver este disco protoplanetário de frente. E como está a apenas cerca de 200 anos-luz de distância, temos assentos na primeira fila de um canteiro de obras planetário que parece muito semelhante ao nosso sistema doméstico, que pode oferecer informações sobre como o Sistema Solar nasceu.
Em 2017, astrônomos analisando imagens do Hubble avistaram uma sombra varrendo o disco de TW Hydrae, completando uma rotação no sentido horário a cada 16 anos. Naquela época, eles pensaram que a sombra poderia ser evidência de um planeta bebê invisível vindo junto do material no disco e fazendo com que partes do disco orbitassem em planos ligeiramente diferentes.
Em 2021, os astrônomos voltaram o Hubble para TW Hydrae para mais observações. E é aqui que as coisas ficam um pouco complicadas.
“Descobrimos que a sombra tinha feito algo completamente diferente”, diz Debes.
“Quando olhei os dados pela primeira vez, pensei que algo havia dado errado com a observação porque não era o que eu esperava. Fiquei confuso no começo e todos os meus colaboradores perguntaram: o que está acontecendo? Nós realmente tivemos que coçamos nossas cabeças, e levamos um tempo para realmente descobrir uma explicação.”
A equipe concebeu algumas soluções potenciais e realizou uma extensa modelagem para ver se conseguia descobrir o que estava causando a estranha mudança na sombra. Os resultados mostraram que a explicação mais provável não é apenas um, mas dois discos vacilantes projetando sombras no terceiro disco externo – sugerindo a presença de um segundo planeta bebê.
“Os dois planetas devem estar bem próximos um do outro”, explica Debes. “Se um estivesse se movendo muito mais rápido que o outro, isso teria sido notado em observações anteriores. É como dois carros de corrida que estão próximos um do outro, mas um lentamente ultrapassa e dá uma volta no outro.”
Os dados sugerem que o primeiro disco está entre 5 e 6 unidades astronômicas de TW Hydrae, e o segundo está entre 6 e 7 unidades astronômicas. Júpiter, para contextualizar, orbita o Sol a uma distância de 5,2 unidades astronômicas, o que é bastante consistente com a arquitetura do Sistema Solar.
À medida que orbitam, suas interações gravitacionais fazem com que os discos se inclinem ligeiramente um em relação ao outro, produzindo sombras que escurecem os trechos do disco mais distantes da estrela. As profundidades das sombras sugerem inclinações orbitais de 5 a 7 graus em relação ao disco externo.
E isso também é consistente com o Sistema Solar. Embora os planetas aqui estejam principalmente agrupados em torno de um plano plano, suas inclinações orbitais variam em até 7 graus (que é Mercúrio) ou 17 se você contar Plutão. Isso significa que TW Hydrae pode estar nos oferecendo uma janela para saber como as inclinações orbitais do Sistema Solar ficaram do jeito que estão.
Não há dúvida de que as observações futuras desta estrela fascinante e seu sistema planetário bebê estão nos cartões. Talvez com instrumentos mais poderosos, possamos encontrar ainda mais mundos recém-formados.
Publicado em 12/05/2023 08h09
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