Quanto tempo leva a formação do planeta? Talvez não tanto quanto pensávamos, de acordo com uma nova pesquisa.
Observações obtidas com o Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA) mostram que a formação de planetas em torno de estrelas jovens pode começar muito antes do que os cientistas pensavam.
Estes novos resultados foram apresentados na 243ª Reunião da Sociedade Astronômica Americana. Cheng-Han Hsieh, Ph.D. candidato em Yale, apresentou as novas observações.
“As primeiras observações de discos protoplanetários jovens feitas pelo ALMA revelaram muitos belos anéis e lacunas, possíveis locais de formação de planetas”, disse ele. “Eu me perguntei quando esses anéis e lacunas começaram a aparecer nos discos.”
Hsieh está se referindo às conhecidas imagens ALMA de discos protoplanetários que têm sido notícia há alguns anos. Estas imagens mostram os discos protoplanetários em torno de estrelas jovens com lacunas que os cientistas pensam ser onde os planetas estão se formando.
Mas esta imagem anterior e outras semelhantes são imagens de discos de Classe 2. As novas imagens do ALMA fazem parte do rastreio CAMPOS (Corona australis, Aquila, chaMaeleon, oPhiuchus north, Ophiuchus e Serpens), nomeado após as nuvens moleculares estudadas no rastreio.
Eles mostram discos Classe 0 e Classe 1, que são mais jovens. As Classes referem-se à idade das estrelas que hospedam os discos. Na verdade, nessas idades, eles nem são chamados de estrelas; eles são chamados de objetos estelares jovens (YSOs).
Um YSO Classe 2 é uma protoestrela com uma fotosfera visível. Mas as novas imagens mostram YSOs e discos de Classe 0 e Classe 1. Nessas idades, os YSOs ainda estão nos estágios de colapso e formação.
Um YSO é apenas um objeto de Classe 0 por cerca de 10.000 anos e um objeto de Classe 1 por algumas centenas de milhares de anos. Assim, encontrar anéis e lacunas nos discos em torno destes objetos estelares extremamente jovens é um desenvolvimento surpreendente, para dizer o mínimo.
Se os planetas se estão formando tão cedo na vida de um sistema solar, isso desafia toda a nossa compreensão de como os planetas se formam.
Existem duas teorias sobre como os planetas se formam: acreção central e instabilidade gravitacional.
Na acreção do núcleo, um núcleo rochoso se forma a partir da colisão de planetesimais e, quando tem massa suficiente, atrai um envelope gasoso. Os cientistas pensam que é assim que grandes gigantes gasosos como Júpiter se formam.
Na instabilidade gravitacional, um disco protoplanetário torna-se massivo o suficiente para se tornar instável e formar aglomerados gravitacionalmente ligados. Os aglomerados e fragmentos formam planetas.
“É difícil formar planetas gigantes dentro de um milhão de anos a partir do modelo de acreção central”, disse Cheng-Han Hsieh.
Na conferência de imprensa da AAS, onde apresentou o seu trabalho, Hsieh foi questionado se estas imagens captam as primeiras fases da formação planetária. É possível que o processo comece ainda mais cedo e simplesmente não consigamos vê-lo?
“Nossa pesquisa é limitada pela resolução angular”, explicou Hsieh. “Nossa resolução angular é de cerca de 15 UA, então só podemos detectar subestruturas como anéis e lacunas maiores que 8 UA.
“Então, para colocar isso em perspectiva, a distância entre o Sol e Saturno é de 9 UA. Portanto, se houver uma lacuna ou anel maior do que a distância entre o Sol e Saturno, então podemos detectar essas subestruturas.”
“Não vemos nenhuma subestrutura nos primeiros sistemas, e isso pode ocorrer porque as subestruturas são menores no início”, disse Hsieh.
A sequência evolutiva de discos protoplanetários com subestruturas, do levantamento ALMA CAMPOS. Essas grandes variedades de estruturas de discos planetários são possíveis locais de formação para protoplanetas jovens. (Hsieh et al. em preparação.)
“Mas ainda é muito importante determinar quando estas subestruturas se formam porque, embora não saibamos se existe um planeta no seu interior, ainda nos dá uma escala de tempo para a formação do planeta,” explicou Hsieh.
Isso porque nem os planetas nem qualquer subestrutura podem se formar até que o disco se estabilize e a turbulência diminua. Portanto, mesmo que estes não sejam realmente planetas, a sua presença indica que o disco protoplanetário se acalmou o suficiente para que estruturas e planetas comecem a se formar.
Se forem planetas, então as imagens mostram que podem começar a formar-se dentro de cerca de 300 mil anos de vida do jovem objeto estelar que alberga o disco. Somente observações futuras poderão nos dizer se estes são realmente planetas.
Um estudo apresentando essas imagens e resultados está sendo preparado para publicação. Este artigo será atualizado quando o estudo estiver disponível.
Publicado em 12/01/2024 15h11
Artigo original: