As imagens mais nítidas de planetas em formação ao redor de estrelas distantes

Os astrônomos acabam de fazer uma descoberta estelar: as imagens mais nítidas e detalhadas de sistemas solares jovens, onde os planetas estão apenas começando a tomar forma. Essas imagens, divulgadas recentemente, oferecem uma rara visão dos estágios iniciais da formação planetária em mais de uma dúzia de sistemas estelares.

Dados do ALMA mostram emissões de monóxido de carbono em 15 discos protoplanetários, revelando uma diversidade surpreendente de estruturas gasosas — como anéis, espirais e regiões com lacunas. Crédito: Richard Teague e colaboração exoALMA

Elas revelam onde os planetas surgem, a rapidez com que se formam e de que materiais são feitos. Os cientistas acreditam que esses dados podem ajudar a refinar os modelos computacionais de formação e evolução planetária, além de lançar uma nova luz sobre como esses sistemas infantis se comparam aos inúmeros exoplanetas maduros já descobertos. 

Revelando os Segredos dos Discos Protoplanetários

Graças a técnicas avançadas de imagem do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile, os astrônomos foram capazes de capturar essas imagens de alta resolução repletas de informações científicas. Essas técnicas reduzem distorções e aumentam a clareza, aprimorando a capacidade dos astrônomos de mapear o processo de formação planetária com maior precisão. Isso é feito ao revelar estruturas mais finas dentro dos discos protoplanetários, que são os redemoinhos de gás e poeira ao redor de estrelas jovens.

Richard Teague, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, lider do projeto, compara as novas técnicas a trocar óculos de leitura por binóculos de alta potência. Ele explica que elas revelam um novo nível de detalhe nesses sistemas formadores de planetas. As imagens mostram quatro visões diferentes do disco protoplanetário ao redor da estrela jovem HD 135344B, revelando estruturas turbilhonantes semelhantes a vórtices. Estes vórtices podem aprisionar poeira e desencadear instabilidades que ajudam os planetas a se formarem e crescerem.

Com o ALMA , a equipe de Teague capturou imagens de 15 sistemas estelares jovens, localizados entre algumas centenas a 1.000 anos-luz da Terra. Em vez de depender da detecção direta da fraca luz de um planeta jovem, a equipe procurou pistas sutis que esses mundos infantis deixam em seus arredores. Isso inclui lacunas e anéis em discos cheios de poeira, movimentos de gás em redemoinhos causados pela gravidade de um planeta e outras perturbações físicas que sugerem a presença de um planeta. Para descobrir essas assinaturas, os pesquisadores usaram o ALMA para mapear o movimento do gás em mais de uma dúzia de discos protoplanetários.

Imagens do disco protoplanetário em torno da jovem estrela HD 135344B mostram estruturas giratórias que lembram vórtices. Essas formações são capazes de prender partículas de poeira e provocar instabilidades cruciais para o nascimento e desenvolvimento de planetas. Crédito: Richard Teague e colaboração exoALMA

Um Olhar Inovador para a Formação de Planetas

Christophe Pinte, um astrofísico do Instituto de Ciências Planetárias e Astrofísica na França, compara isso a tentar avistar um peixe olhando para as ondulações em um lago, em vez de tentar ver o peixe em si. A análise inicial das imagens, detalhada em 17 novos artigos publicados, mostra claramente que esses discos protoplanetários com planetas em formação são lugares altamente dinâmicos e caóticos que já abrigam estruturas complexas.

Entre as descobertas mais importantes estão novos insights sobre como grandes grãos de poeira se reúnem em anéis — precursores de planetas — e sinais sutis da influência gravitacional dos discos, fornecendo aos astronomos uma nova maneira de medir a massa disponível para formar planetas. Teague destaca que estamos vendo evidências de discos altamente perturbados e dinâmicos, altamente sugestivos de planetas jovens moldando os discos nos quais nascem.

Um aspecto particularmente notável do projeto, de acordo com a equipe de pesquisa, é que cientistas em início de carreira lideraram o estudo — sendo autores de 12 dos 17 artigos publicados, com mais esperados ainda este ano. É sempre encorajador ver novos talentos desbravando as fronteiras do conhecimento astronômico, como jovens estrelas brilhando em um céu científico.

Hypescience.com