Astrônomos veem planetas se formando ao redor de estrelas binárias

Mais de 5.000 exoplanetas foram descobertos ao redor de sistemas estelares distantes. Discos protoplanetários também foram descobertos e são deles que todos os sistemas planetários se formam. 

Ilustração artística da formação de planetas binários de estrelas. Crédito: S. Dagnello, NSF/AUI/NRAO

Esses discos foram encontrados recentemente em dois sistemas estelares binários. Os componentes estelares em um têm uma separação de 14 unidades astronômicas (a distância média entre a Terra e o Sol é uma unidade astronômica) e o outro sistema tem uma separação de 22 unidades astronômicas. Estudar sistemas como esses nos permite ver como as estrelas de um sistema binário interagem e como elas podem distorcer discos protoplanetários. 

A descoberta de sistemas planetários ao redor de outras estrelas mudou nossa visão do universo e de como os sistemas estelares evoluem. A primeira detecção confirmada ocorreu em 1995 e, desde então, telescópios avançados e técnicas de detecção permitiram a detecção de milhares de exoplanetas. 

Missões espaciais como Kepler e TESS ajudaram a categorizar os planetas e identificaram grandes planetas gasosos em mundos rochosos do tamanho da Terra, alguns na zona habitável de suas estrelas. Discos protoplanetários também foram estudados e, portanto, nossa compreensão da formação de sistemas planetários melhorou significativamente desde então.

Os discos de gás e poeira ao redor das estrelas são conhecidos por serem os precursores de sistemas planetários há alguns anos. O que tem sido incerto são as condições que permitem que o disco permaneça tempo suficiente para que planetas se formem e o que pode levar à sua dissipação precoce. 

Um anúncio de discos protoplanetários ao redor de estrelas binárias jovens foi feito em uma reunião da Sociedade Astronômica Americana por uma equipe de pesquisadores do Observatório Nacional de Rádio. Eles usaram o Atacama Large Millimetre/sub-millimetre Array, também conhecido como ALMA, e a capacidade de infravermelho próximo do telescópio Keck II de 10 metros. O ALMA foi instalado no Deserto do Atacama a uma altitude de 5.000 metros para que o ar fique limpo e seco. Ele é composto por 66 antenas, todas trabalhando juntas como um interferômetro para estudar os objetos mais frios e distantes do universo.

Impressão artística de uma estrela jovem cercada por um disco protoplanetário feito de gás e poeira. De acordo com uma nova pesquisa, perturbações turbulentas em forma de anel (subestruturas) no disco levam à rápida formação de vários gigantes de gás e gelo. Crédito: LMU / Thomas Zankl, crush eyes media

Os discos ao redor de estrelas binárias pré-sequência principal, conforme anunciado, fornecem uma excelente oportunidade para estudar os discos e tentar encontrar respostas para as perguntas.

A equipe explorou os tamanhos, a estrutura e a inclinação dos discos em relação à velocidade de rotação da estrela e à força do campo magnético para tentar entender os processos complexos em jogo. Sistemas binários e múltiplos de estrelas, como o sistema binário DF Tau e FO Tau, que foram o alvo do estudo, são comuns, constituindo um excelente estudo de caso. 

DF Tau é um sistema binário de estrelas quase gêmeas com separação de componentes de 14 unidades astronômicas com órbitas alongadas. O ALMA detectou dois discos de poeira fria circumestelares com um bloqueado magneticamente à estrela e acreção de material sobre ele. O disco interno parece ter sofrido grande erosão e se desacoplado da estrela em rápida rotação. Isso sugere uma ligação entre a rotação da estrela, o bloqueio do disco magnético e a dissipação inicial do disco resultante. 

O desalinhamento das órbitas e discos pode impactar a evolução do disco. FO Tau é ligeiramente diferente onde os discos estão alinhados com a órbita binária, as estrelas têm velocidades de rotação modestas e parecem estar bloqueadas magneticamente em seus discos. 

O ALMA forneceu imagens de alta resolução revelando níveis finos de subestruturas de disco que incluem padrões espirais, lacunas e formações de anéis ao redor de estrelas únicas e companheiros binários amplos. Ele ainda não consegue resolver detalhes nos discos dos sistemas DF Tau e FO Tau, para ser capaz de determinar propriedades de disco em sistemas binários próximos marca um passo à frente em nossa compreensão da formação planetária. 

Fonte: universetoday.com