Pela primeira vez, astrônomos testemunham o amanhecer de um novo sistema solar

Pesquisadores internacionais identificaram, pela primeira vez, o momento em que os planetas começaram a se formar em torno de uma estrela além do Sol. Usando o telescópio ALMA, do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é parceiro, e o Telescópio Espacial James Webb, eles observaram a criação das primeiras partículas de material formador de planetas — minerais quentes começando a se solidificar. Esta descoberta marca a primeira vez que um sistema planetário foi identificado em um estágio tão inicial de sua formação e abre uma janela para o passado do nosso próprio Sistema Solar.

Imagem ALMA de HOPS-315, um sistema planetário ainda em formação Crédito: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/M. McClure et al. 

" Pela primeira vez, identificamos o primeiro momento em que a formação de planetas é iniciada em torno de uma estrela diferente do nosso Sol ", diz Melissa McClure, professora da Universidade de Leiden, na Holanda, e principal autora do novo estudo, publicado hoje na Nature .

A coautora Merel van 't Hoff, professora da Universidade Purdue, EUA, compara suas descobertas a " uma imagem do Sistema Solar bebê ", dizendo que " estamos vendo um sistema que se parece com o que nosso Sistema Solar parecia quando estava apenas começando a se formar ".

Este sistema planetário recém-nascido está emergindo em torno de HOPS-315, uma "proto" ou estrela bebê que fica a cerca de 1.300 anos-luz de distância de nós e é um análogo do Sol nascente. Ao redor dessas estrelas bebês, os astrônomos frequentemente observam discos de gás e poeira conhecidos como "discos protoplanetários", que são os locais de nascimento de novos planetas. Embora os astrônomos já tenham observado discos jovens que contêm planetas recém-nascidos, massivos e semelhantes a Júpiter, McClure afirma: " sempre soubemos que as primeiras partes sólidas dos planetas, ou 'planetesimais', devem se formar em estágios mais remotos, em estágios iniciais ".

Em nosso Sistema Solar, o primeiro material sólido a se condensar próximo à localização atual da Terra ao redor do Sol é encontrado preso dentro de meteoritos antigos. Astrônomos datam essas rochas primordiais para determinar quando o relógio começou a contar a história da formação do nosso Sistema Solar. Esses meteoritos são repletos de minerais cristalinos que contêm monóxido de silício (SiO) e podem se condensar nas temperaturas extremamente altas presentes em discos planetários jovens.

Com o tempo, esses sólidos recém-condensados se unem, semeando as sementes para a formação de planetas à medida que ganham tamanho e massa. Os primeiros planetesimais com quilômetros de extensão no Sistema Solar, que cresceram e se tornaram planetas como a Terra ou o núcleo de Júpiter, formaram-se logo após a condensação desses minerais cristalinos.

Com a nova descoberta, os astrônomos encontraram evidências de que esses minerais quentes começam a se condensar no disco ao redor de HOPS-315. Seus resultados mostram que o SiO está presente ao redor da estrela bebê em seu estado gasoso, bem como dentro desses minerais cristalinos, sugerindo que ele está apenas começando a se solidificar. " Esse processo nunca foi observado antes em um disco protoplanetário — ou em qualquer lugar fora do nosso Sistema Solar ", afirma o coautor Edwin Bergin, professor da Universidade de Michigan, EUA.

Esses minerais foram identificados pela primeira vez com o Telescópio Espacial James Webb, um projeto conjunto das agências espaciais dos EUA, Europa e Canadá. Para descobrir exatamente de onde vinham os sinais, a equipe observou o sistema com o ALMA, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, operado pelo ESO em conjunto com parceiros internacionais no deserto do Atacama, no Chile.

Com esses dados, a equipe determinou que os sinais químicos vinham de uma pequena região do disco ao redor da estrela, equivalente à órbita do cinturão de asteroides ao redor do Sol. " Estamos realmente vendo esses minerais no mesmo local neste sistema extrassolar onde os vemos em asteroides do Sistema Solar ", diz o coautor Logan Francis, pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Leiden.

Por isso, o disco de HOPS-315 fornece uma analogia maravilhosa para o estudo da nossa própria história cósmica. Como afirma van 't Hoff, " este sistema é um dos melhores que conhecemos para realmente investigar alguns dos processos que ocorreram no nosso Sistema Solar ". Ele também oferece aos astrônomos uma nova oportunidade de estudar a formação inicial de planetas, substituindo sistemas solares recém-formados em toda a galáxia.

A astrônoma do ESO e gestora do programa ALMA europeu, Elizabeth Humphreys, que não participou do estudo, afirma: “ Fiquei realmente impressionada com este estudo, que revela um estágio muito inicial da formação planetária. Ele sugere que o HOPS-315 pode ser usado para entender como o nosso Sistema Solar se formou. Este resultado destaca a força combinada do JWST e do ALMA na exploração de discos protoplanetários .”

Eso.org