Cientistas em busca de fósseis de formação planetária revelam excentricidades inesperadas em disco de detritos próximo

Impressão artística da estrela semelhante ao Sol de um bilhão de anos, HD 53143, e seu disco de detritos altamente excêntrico. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)

Usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrônomos capturaram imagens do disco de detritos da estrela próxima HD 53143 em comprimentos de onda milimétricos pela primeira vez, e não se parece com o que esperavam. Com base em dados coronagráficos iniciais, os cientistas esperavam que o ALMA confirmasse o disco de detritos como um anel frontal salpicado de aglomerados de poeira. Em vez disso, as observações tomaram um rumo surpreendente, revelando o disco de detritos mais complicado e excêntrico observado até hoje. As observações foram apresentadas hoje em uma coletiva de imprensa na 240ª reunião da American Astronomical Society (AAS) em Pasadena, Califórnia, e serão publicadas em uma próxima edição do The Astrophysical Journal Letters ( ApJL).

HD 53143 - uma estrela parecida com o Sol de aproximadamente um bilhão de anos localizada a 59,8 anos-luz da Terra na constelação de Carina - foi observada pela primeira vez com a Câmera avançada coronagráfica para pesquisas no Telescópio Espacial Hubble (HST) em 2006. Também é cercado por um disco de detritos - um cinturão de cometas orbitando uma estrela que está constantemente colidindo e se transformando em poeira e detritos menores - que os cientistas acreditavam ser um anel de face semelhante ao disco de detritos ao redor do nosso sol, mais comumente conhecido como o Cinturão de Kuiper.

As novas observações foram feitas do HD 53143 usando os receptores Band 6 altamente sensíveis no ALMA, um observatório cooperado pelo Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) da Fundação Nacional de Ciência dos EUA, e revelaram que o disco de detritos do sistema estelar é realmente altamente excêntrico. . Em discos de detritos em forma de anel, a estrela está normalmente localizada no centro do disco ou perto dele. Mas em discos excêntricos de formato elíptico, a estrela reside em um foco da elipse, longe do centro do disco. Tal é o caso de HD 53143, que não foi visto em estudos coronagráficos anteriores porque os coronógrafos bloqueiam propositalmente a luz de uma estrela para ver mais claramente os objetos próximos. O sistema estelar também pode abrigar um segundo disco e pelo menos um planeta.

"Até agora, os cientistas nunca tinham visto um disco de detritos com uma estrutura tão complicada. Além de ser uma elipse com uma estrela em um foco, provavelmente também tem um segundo disco interno que está desalinhado ou inclinado em relação ao disco externo." disse Meredith MacGregor, professora assistente do Centro de Astrofísica e Astronomia Espacial (CASA) e do Departamento de Ciências Astrofísicas e Planetárias (APS) da CU Boulder, e principal autora do estudo. “Para produzir essa estrutura, deve haver um planeta ou planetas no sistema que estão perturbando gravitacionalmente o material no disco”.

Esse nível de excentricidade, disse MacGregor, torna o HD 53143 o disco de detritos mais excêntrico observado até hoje, sendo duas vezes mais excêntrico que o disco de detritos de Fomalhaut , que MacGregor fotografou totalmente em comprimentos de onda milimétricos usando o ALMA em 2017 . "Até agora, não encontramos muitos discos com uma excentricidade significativa. Em geral, não esperamos que os discos sejam muito excêntricos, a menos que algo, como um planeta, esteja esculpindo-os e forçando-os a serem excêntricos. Sem essa força, as órbitas tendem a circularizar, como o que vemos em nosso próprio sistema solar."

É importante ressaltar que MacGregor observa que os discos de detritos não são apenas coleções de poeira e rochas no espaço. Eles são um registro histórico da formação planetária e como os sistemas planetários evoluem ao longo do tempo. e dar uma olhada em seus futuros. "Não podemos estudar a formação da Terra e do sistema solar diretamente, mas podemos estudar outros sistemas que parecem semelhantes, mas mais jovens que o nosso. É um pouco como olhar para trás no tempo", disse ela. "Os discos de detritos são o registro fóssil da formação de planetas, e este novo resultado é a confirmação de que há muito mais a ser aprendido com esses sistemas e que o conhecimento pode fornecer um vislumbre da complicada dinâmica de sistemas estelares jovens semelhantes ao nosso próprio sistema solar. "

Dr. Joe Pesce, oficial do programa NSF do ALMA, acrescentou: "Estamos encontrando planetas em todos os lugares que olhamos, e esses resultados fabulosos do ALMA estão nos mostrando como os planetas se formam - tanto aqueles ao redor de outras estrelas quanto em nosso próprio sistema solar. Esta pesquisa demonstra como a astronomia funciona e como o progresso é feito, informando não apenas o que sabemos sobre o campo, mas também sobre nós mesmos."

Fonte: phys.org