Nova pesquisa descobre que planetas jovens são estruturas achatadas em vez de esféricas
Astrofísicos
da Universidade de Central Lancashire (UCLan) descobriram que os planetas têm
formas achatadas, como smarties, logo após se formarem, em vez de serem
esféricos como se pensava anteriormente.
Planeta jovem simulado visto de cima (esquerda) e de lado (direita). Crédito: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2402.01432
A
investigação, aceite para publicação na revista Astronomy & Astrophysics
Letters , mostra que os protoplanetas, que são planetas muito jovens
recentemente formados em torno de estrelas, são estruturas achatadas chamadas
esferóides achatados. Atualmente, o artigo pode ser acessado no servidor de
pré-impressão arXiv .
A
equipe, do Instituto Jeremiah Horrocks de Matemática, Física e Astronomia da
UCLan, usou simulações de computador para modelar a formação de planetas de
acordo com a teoria da instabilidade do disco, que sugere que os protoplanetas
se formam em escalas de tempo curtas a partir da quebra de grandes discos
giratórios de gás denso orbitando estrelas jovens.
Seguindo
esta abordagem, a equipa determinou as propriedades dos planetas, comparou-as
com observações e examinou o mecanismo de formação de planetas gigantes
gasosos. Eles se concentraram na investigação das formas de planetas jovens e
em como esses planetas podem crescer e se tornar grandes planetas gigantes
gasosos, ainda maiores que Júpiter. Eles também examinaram as propriedades dos
planetas que se formam em diversas condições físicas, como temperatura ambiente
e densidade do gás.
Dr.
Adam Fenton, recém-formado Ph.D. estudante, liderou a pesquisa. Ele disse:
"Muitos exoplanetas, que são planetas que orbitam estrelas em outros
sistemas solares fora do nosso, foram descobertos nas últimas três décadas.
Apesar de observar muitos milhares deles, como eles se formam permanece
inexplicável.
“Acredita-se
que eles se formam através de ‘acreção central’, que é um crescimento gradual
de partículas de poeira que se unem para formar objetos cada vez maiores em
escalas de tempo longas, ou diretamente pela quebra de grandes discos
protoestelares rotativos em torno de estrelas jovens. em escalas de tempo
curtas, que é o que chamamos de teoria da instabilidade do disco.
“Esta
teoria é atraente devido ao facto de grandes planetas poderem formar-se muito
rapidamente a grandes distâncias da sua estrela hospedeira, explicando algumas
observações de exoplanetas.
Simulação computacional de planetas se formando em um disco protoestelar. Crédito: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2402.01432
"Foi
um projeto computacional extremamente exigente que exigiu meio milhão de horas
de CPU no DiRAC High Performance Computing Facility do Reino Unido. Mas os
resultados foram surpreendentes e valeram o esforço."
Dimitris
Stamatellos, leitor de astrofísica da UCLan e co-investigador,
disse:"Temos estudado a formação de planetas há muito tempo, mas nunca
antes tínhamos pensado em verificar a forma dos planetas à medida que se formam
nas simulações. Tivemos sempre presumimos que eles eram esféricos.
"Ficamos
muito surpresos ao descobrir que eram esferóides achatados, muito semelhantes
aos smarties."
A
confirmação observacional da forma achatada de planetas jovens pode responder à
questão crítica sobre como os planetas se formam, apontando para o modelo de
instabilidade de disco atualmente menos favorecido, em vez da teoria padrão de
formação de planetas de acreção central.
Os
investigadores também descobriram que novos planetas crescem à medida que o
material cai sobre eles, predominantemente dos seus pólos e não dos seus
equadores.
Estas
descobertas têm implicações importantes para as observações de planetas jovens,
pois sugerem que a forma como os planetas aparecem através de um telescópio
depende do ângulo de visão. Tais observações de planetas jovens são importantes
para compreender o mecanismo de formação planetária.
Os
investigadores estão a acompanhar esta descoberta com modelos computacionais
melhorados para examinar como a forma destes planetas é afetada pelo ambiente
em que se formam, e para determinar a sua composição química para comparar com
observações futuras do Telescópio Espacial James Webb (JWST).
As
observações de planetas jovens tornaram-se possíveis nos últimos anos com
instalações de observação como o Atacama Large Millimeter Array (ALMA) e o Very
Large Telescope (VLT).
Fonte: phys.org
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