Astrônomos descobrem primeiro passo para a formação de planetas

Entender a formação de planetas é crucial para desvendar a origem da vida. Tradicionalmente, acredita-se que os planetas se formam a partir de poeira e gás interestelares em um disco protoplanetário. No entanto, o início exato desse processo tem sido um mistério.

Uma imagem da intensidade da emissão de ondas de rádio do disco em torno de DG Taurus, observada com o ALMA. Os anéis ainda não se formaram no disco, sugerindo que isso ocorreu pouco antes da formação do planeta. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Ohashi et al. 

A presença de um planeta em formação em um disco é indicada por padrões em forma de anel, criados pela gravidade do planeta. Observações realizadas com o ALMA identificaram essas estruturas em vários discos, sugerindo a existência de planetas. No entanto, para estudar a formação planetária em detalhes, é essencial observar discos onde ainda não existem planetas. Esta tarefa é desafiadora, dada a dificuldade em encontrar tais discos e estudá-los em detalhe.

Um estudo recente, intitulado “Dust Enrichment and Grain Growth in a Smooth Disk around the DG Tau Protostar”, publicado no The Astrophysical Journal, trouxe novas perspectivas sobre o assunto. A pesquisa se concentrou na jovem protoestrela DG Taurus (DG Tau). Utilizando o ALMA, os pesquisadores estudaram o disco ao redor de DG Tau com uma resolução espacial impressionante de 0,04 arcsec.

As observações revelaram que o disco ao redor de DG Tau é suave, sem os padrões em forma de anel vistos em protoestrelas mais antigos. Isso sugere que ainda não há planetas no disco de DG Tau, e a imagem pode representar o início da formação planetária.

Para aprofundar a análise, o disco foi observado em diferentes comprimentos de onda. Estas observações, combinadas com simulações, permitiram estimar o tamanho e a densidade da poeira. Os resultados indicam que a poeira no disco está crescendo, especialmente na parte externa. Contrariamente às teorias tradicionais que sugerem que a formação planetária começa na parte interna do disco, este estudo indica que pode começar na parte externa.

(Topo) Mapas de intensidade de ondas de rádio do disco DG Tau em comprimentos de onda de 0,87 mm, 1,3 mm e 3,1 mm observados com o ALMA e mapas de intensidade de polarização de ondas de rádio espalhadas pela poeira em comprimentos de onda de 0,87 mm e 3,1 mm. (Inferior) A simulação que fornece a melhor concordância com as observações acima. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Ohashi et al

Além disso, foi observado que a proporção de poeira para gás na região interna é dez vezes maior do que o normal, embora o tamanho da poeira seja menor. Estas partículas de poeira estão bem assentadas no plano médio do disco, indicando que o disco está acumulando material, possivelmente prenunciando a formação de planetas no futuro.

As observações de alta resolução do ALMA, juntamente com a observação de ondas de rádio emitidas pela poeira em três diferentes comprimentos de onda, foram fundamentais para essas descobertas. Esta é a primeira vez que o tamanho e a densidade da poeira em um disco suave, sem sinais de formação planetária, foram revelados.

Estas descobertas fornecem informações inéditas sobre os locais de formação planetária, que não poderiam ser previstas por estudos teóricos anteriores ou observações de discos com sinais de formação planetária.

Satoshi Ohashi, comentando sobre a importância desta pesquisa, destacou que, embora o ALMA tenha capturado uma variedade de estruturas de disco e revelado a existência de planetas, para responder à pergunta “Como começa a formação planetária?”, é essencial observar um disco suave sem sinais de formação planetária. Este estudo, portanto, é de grande relevância, pois lança luz sobre as condições iniciais para a formação planetária.

Em resumo, este estudo representa um avanço significativo na astrofísica, desafiando teorias tradicionais e destacando a necessidade de ferramentas observacionais avançadas. As descobertas abrem novos caminhos para estudos futuros sobre a formação planetária, reforçando a importância de estudar protoestrelas jovens e fornecendo uma visão única das primeiras etapas da formação planetária.

Fonte: Phys.org