Astrônomos encontram elo perdido para a água no Sistema Solar

Usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrónomos detectaram água gasosa no disco de formação planetária em torno da estrela V883 Orionis. Esta água carrega uma assinatura química que explica a jornada da água das nuvens de gás formadoras de estrelas para os planetas, e apoia a ideia de que a água na Terra é ainda mais antiga do que o nosso Sol. 

Água no disco de formação planetária em torno da estrela V883 Orionis (impressão artística) Crédito: ESO/L. Calçada

"Agora podemos traçar as origens da água em nosso Sistema Solar até antes da formação do Sol", diz John J. Tobin, astrônomo do Observatório Nacional de Radioastronomia, EUA e principal autor do estudo publicado hoje na Nature. Esta descoberta foi feita estudando a composição da água em V883 Orionis, um disco de formação planetária a cerca de 1300 anos-luz de distância da Terra. Quando uma nuvem de gás e poeira colapsa, forma uma estrela no seu centro. Ao redor da estrela, o material da nuvem também forma um disco. Ao longo de alguns milhões de anos, a matéria no disco se aglomera para formar cometas, asteroides e, eventualmente, planetas. 

Tobin e a sua equipa usaram o ALMA, no qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é parceiro, para medir as assinaturas químicas da água e do seu caminho desde a nuvem de formação estelar até aos planetas. 

A água geralmente consiste em um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio. A equipe de Tobin estudou uma versão um pouco mais pesada da água, onde um dos átomos de hidrogênio é substituído por deutério - um isótopo pesado de hidrogênio. Como a água simples e pesada se forma sob diferentes condições, sua proporção pode ser usada para rastrear quando e onde a água foi formada. Por exemplo, esta proporção em alguns cometas do Sistema Solar tem se mostrado semelhante à da água na Terra, sugerindo que os cometas podem ter entregue água à Terra. 

A jornada da água das nuvens para as estrelas jovens e, mais tarde, dos cometas para os planetas, já foi observada anteriormente, mas até agora a ligação entre as estrelas jovens e os cometas estava faltando. "V883 Orionis é o elo perdido neste caso", diz Tobin. "A composição da água no disco é muito semelhante à dos cometas do nosso próprio Sistema Solar. Esta é a confirmação da ideia de que a água em sistemas planetários se formou bilhões de anos atrás, antes do Sol, no espaço interestelar, e foi herdada por cometas e pela Terra, relativamente inalterada. 

Mas observar a água acabou sendo complicado. "A maior parte da água nos discos de formação planetária está congelada como gelo, por isso geralmente está escondida da nossa visão", diz a coautora Margot Leemker, estudante de doutorado no Observatório de Leiden, na Holanda. A água gasosa pode ser detectada graças à radiação emitida pelas moléculas à medida que giram e vibram, mas isso é mais complicado quando a água é congelada, onde o movimento das moléculas é mais restrito. 

A água gasosa pode ser encontrada em direção ao centro dos discos, perto da estrela, onde é mais quente. No entanto, essas regiões próximas estão escondidas pelo próprio disco de poeira e também são pequenas demais para serem fotografadas com nossos telescópios. 

Felizmente, o disco V883 Orionis foi mostrado em um estudo recente para ser extraordinariamente quente. Uma explosão dramática de energia da estrela aquece o disco, "até uma temperatura em que a água não está mais na forma de gelo, mas de gás, permitindo-nos detectá-lo", diz Tobin. 

A equipe usou o ALMA, um conjunto de radiotelescópios no norte do Chile, para observar a água gasosa na V883 Orionis. Graças à sua sensibilidade e capacidade de discernir pequenos detalhes, eles foram capazes de detectar a água e determinar sua composição, bem como mapear sua distribuição dentro do disco. A partir das observações, eles descobriram que este disco contém pelo menos 1200 vezes a quantidade de água em todos os oceanos da Terra. 

No futuro, esperam utilizar o próximo Extremely Large Telescope do ESO e o seu instrumento de primeira geração METIS. Este instrumento de infravermelho médio será capaz de resolver a fase gasosa da água nesses tipos de discos, fortalecendo a ligação do caminho da água desde as nuvens formadoras de estrelas até os sistemas solares. "Isso nos dará uma visão muito mais completa do gelo e do gás em discos de formação planetária", conclui Leemker.

Fonte: eso.org