James Webb revela as origens giratórias dos sistemas planetários

Usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA, os pesquisadores observaram “ventos de disco” em discos protoplanetários com detalhes inéditos, iluminando os processos envolvidos na formação de estrelas e sistemas planetários.

Essas descobertas podem representar as forças que moldaram nosso sistema solar há bilhões de anos, destacando processos-chave, como a acreção e a perda de momento angular, que são cruciais na evolução de estrelas e planetas jovens.

Esta impressão artística de um disco de formação de planetas ao redor de uma estrela jovem mostra uma “panqueca” giratória de gás quente e poeira da qual os planetas se formam. Usando o Telescópio Espacial James Webb, a equipe obteve imagens detalhadas mostrando a estrutura cônica e em camadas dos ventos do disco – fluxos de gás soprando para o espaço. Crédito: Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) 

Astrônomos descobriram novos detalhes sobre os fluxos de gás que moldam os discos de formação planetária e como eles evoluem ao longo do tempo, fornecendo pistas de como nosso próprio sistema solar provavelmente se formou.

Formação de Estrelas e Sistemas Planetários:

A cada segundo, mais de 3.000 estrelas nascem no universo visível. Muitas delas estão cercadas por um “disco protoplanetário” – uma espécie de “panqueca” de gás e poeira onde os planetas se formam. No entanto, os mecanismos exatos que impulsionam a formação de estrelas e sistemas planetários ainda são pouco compreendidos.

Uma equipe de astrônomos, liderada por pesquisadores da Universidade do Arizona, utilizou o Telescópio Espacial James Webb para obter os insights mais detalhados até agora sobre as forças que moldam esses discos. Suas observações nos dão uma visão de como nosso sistema solar parecia há 4,6 bilhões de anos.

Dinâmica dos Discos Protoplanetários:

A equipe conseguiu rastrear os chamados “ventos de disco” com um nível de detalhe sem precedentes. Esses ventos são fluxos de gás que saem do disco planetário para o espaço. Movidos principalmente por campos magnéticos, esses ventos podem percorrer grandes distâncias a velocidades impressionantes. As descobertas, publicadas na revista *Nature Astronomy*, ajudam os astrônomos a entender melhor como os sistemas planetários jovens se formam e evoluem.

De acordo com Ilaria Pascucci, autora principal do estudo e professora do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, um dos processos mais importantes em um disco protoplanetário é a estrela “se alimentando” da matéria ao seu redor, processo conhecido como acreção.

“Como uma estrela acumula massa afeta diretamente a evolução do disco ao seu redor, incluindo a formação de planetas”, explicou Pascucci. “Acreditamos que os ventos, movidos por campos magnéticos na superfície do disco, desempenham um papel crucial nesse processo.”

Compreendendo a Acreção e o Momento Angular

As estrelas jovens crescem ao puxar gás do disco que as rodeia, mas para que isso aconteça, o gás deve primeiro perder parte de sua inércia, ou ele continuaria a orbitar a estrela sem cair sobre ela. Esse processo é conhecido como “perda de momento angular”. No entanto, como exatamente isso ocorre, ainda é uma questão complexa.

Para visualizar esse fenômeno, pense em uma patinadora girando no gelo: ao aproximar os braços do corpo, ela gira mais rápido; ao estendê-los, desacelera. A massa da patinadora não muda, mas o momento angular permanece o mesmo.

Nos discos protoplanetários, o gás precisa perder momento angular para que ocorra acreção. Nos últimos anos, os “ventos de disco” têm sido vistos como protagonistas, removendo parte desse gás e, com ele, o momento angular, permitindo que o restante do gás se mova em direção à estrela.

Observações Avançadas Com o James Webb:

Outros processos também moldam os discos protoplanetários, por isso é importante distinguir entre eles, segundo Tracy Beck, coautora do estudo e pesquisadora do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial da NASA.

Além dos ventos impulsionados por campos magnéticos, conhecidos como “ventos térmicos”, outras partes do disco são influenciadas pela luz intensa da estrela. Essas diferenças foram observadas com a precisão do James Webb.

Os ventos estudados se originam de uma região mais ampla, que inclui as áreas onde os planetas rochosos, como a Terra e Marte, se formam. Esses ventos também se estendem mais longe acima do disco do que os ventos térmicos, atingindo distâncias centenas de vezes maiores que a distância entre a Terra e o Sol.

Futuras Pesquisas e Implicações

Os pesquisadores analisaram quatro discos protoplanetários, todos vistos de lado da Terra. Isso permitiu que a poeira e o gás dos discos bloqueassem parte da luz da estrela central, revelando os ventos com mais clareza.

A equipe agora planeja expandir essas observações para mais discos protoplanetários, a fim de entender melhor se as estruturas observadas são comuns no universo e como elas evoluem ao longo do tempo.

“Nós acreditamos que essas estruturas de ventos sejam comuns, mas precisamos de mais observações para confirmar”, disse Pascucci. “Queremos ver como esses ventos mudam conforme as estrelas crescem e os planetas se formam.”

Esses estudos futuros ajudarão a desvendar os mistérios da formação de sistemas planetários e das forças que os moldam.

Fonte: scitechdaily.com