ALMA encontra evidências convincentes de dois planetas recém-nascidos em redor de jovem estrela

Imagem ALMA do disco protoplanetário que rodeia a jovem estrela HD 163296. Novas observações sugerem que os dois planetas, cada com mais ou menos o tamanho de Saturno, estão em órbita da estrela. Estes planetas, que ainda não se formaram completamente, revelaram-se pela dupla impressão que deixam nas porções de gás e poeira no disco protoplanetário da estrela. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Os astrónomos sabem agora que a nossa Galáxia está repleta de planetas, desde mundos rochosos do tamanho da Terra até gigantes gasosos maiores que Júpiter. Quase todos esses exoplanetas foram descobertos em órbita de estrelas maduras com um sistema planetário completamente evoluído. Novas observações com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) contêm evidências convincentes de que dois planetas recém-nascidos, cada um do tamanho de Saturno, estão em órbita de uma jovem estrela de nome HD 163296. Estes planetas, que ainda não estão completamente formados, revelaram-se pela dupla impressão que deixam nas porções de gás e poeira do disco protoplanetário da estrela.

As observações anteriores de outros sistemas estelares jovens ajudaram a reformular a nossa compreensão da formação de planetas. Por exemplo, as imagens ALMA de HL Tauri e TW Hydrae revelaram lacunas impressionantes e estruturas anulares proeminentes nos discos empoeirados das estrelas. Estas características podem ser os primeiros sinais tentadores do nascimento de planetas. Surpreendentemente, estes sinais aparecem em redor de estrelas muito mais jovens do que os astrónomos achavam ser possível, sugerindo que a formação planetária pode ter início logo após a formação de um disco protoplanetário.

Composição do disco protoplanetário em redor da jovem estrela HD 163296. A área interior, avermelhada, mostra a poeira do disco protoplanetário. O mais largo e azulado disco é o gás monóxido de carbono no sistema. O ALMA observou que nas duas divisões exteriores, há uma diminuição significativa na concentração de monóxido de carbono, sugerindo que dois planetas estão aí a formar-se. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

"O ALMA mostrou-nos imagens surpreendentes e nunca antes vistas de anéis e lacunas em redor de estrelas jovens que podem ser as características da formação de planetas. No entanto, como estávamos apenas a olhar para a poeira nos discos com detalhe suficiente, não tínhamos a certeza do que criava essas características," comenta Andrea Isella, astrónoma da Universidade Rice em Houston, no estado norte-americano do Texas e autora principal de um artigo publicado na revista Physical Review Letters. Ao estudar HD 163296, a equipa de investigação usou o ALMA para traçar, pela primeira vez, a distribuição tanto dos componentes de poeira como do gás monóxido de carbono (CO) no disco com aproximadamente o mesmo nível de detalhe.

Estas observações revelaram três lacunas distintas no disco protoplanetário de HD 163296. A primeira divisão está localizada aproximadamente a 60 UA (Unidades Astronómicas - 1 UA é a distância média entre a Terra e o Sol) da estrela central, mais ou menos equivalente à distância entre o Sol e Neptuno. As outras duas lacunas estão a 100 UA e a 160 UA da estrela central, equivalente a uma distância bem superior à Cintura de Kuiper do nosso Sistema Solar, a região de corpos gelados além da órbita de Neptuno. Usando a capacidade do ALMA em detetar o ténue "brilho" de comprimento de onda milimétrico emitido por moléculas de gás, Isella e a sua equipa descobriram que existe também um mergulho apreciável na quantidade de CO nas duas divisões exteriores da poeira.

Impressão de artista do disco protoplanetário em redor da jovem estrela HD 163296. Através do estudo dos perfis da poeira (tom castanho) e do gás monóxido de carbono (tom azul) do disco, os astrónomos descobriram evidências tentadores da formação de dois planetas nas lacunas exteriores.  Crédito: B. Saxton, NRAO/AUI/NSF

Através da observação das mesmas características tanto nos componentes gasosos como nos componentes poeirentos do disco, os astrónomos pensam que encontraram evidências convincentes para a existência de dois planetas a coalescer incrivelmente longe da estrela central. Na lacuna mais próxima da estrela, a equipe encontrou pouca ou nenhuma diferença na concentração do gás monóxido de carbono em comparação com o disco empoeirado circundante. Isto significa que a lacuna mais interior poderá ter sido produzida por algo que não seja um planeta emergente. A poeira e o gás comportam-se de forma muito diferente em redor de estrelas jovens," acrescenta Isella.

 "Sabemos, por exemplo, que existem certos processos químicos e físicos que podem produzir estruturas anulares na poeira como as vistas anteriormente. Nós certamente pensamos que estas estruturas podem ser o resultado de um planeta nascente através da poeira, mas simplesmente não podemos excluir outras possíveis explicações. As nossas novas observações fornecem evidências intrigantes de que planetas estão, de facto, a formar-se em torno desta estrela jovem. HD 163296 tem cerca de 5 milhões de anos e mais ou menos o dobro da massa do Sol. Está localizada a aproximadamente 400 anos-luz da Terra na direção da constelação de Sagitário. 

Fonte: Astronomia OnLine