Astrônomos revelam ingrediente secreto na formação de planetas: magentismo

Novas observações do ALMA mostram “fios” magnéticos invisíveis costurando o jovem sistema solar de TW Hya

Esta impressão artística dos campos magnéticos que atravessam o disco protoplanetário de TW Hydrae mostra uma mudança na morfologia à medida que encontram lacunas e estruturas no disco, sugerindo uma ligação direta entre os campos magnéticos e a formação de regiões de formação planetária. Crédito da imagem: NSF/AUI/NSF NRAO/M. Weiss. Crédito: NSF/AUI/NSF NRAO/M. Weiss

Astrônomos criaram um mapa detalhado que revela os campos magnéticos que atravessam TW Hydrae, uma das estrelas mais próximas conhecidas com um disco de formação planetária, usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Liderada pelo Dr. Richard Teague, do MIT, esta nova pesquisa lança luz sobre as forças invisíveis que moldam novos planetas, como aqueles que formaram o nosso próprio sistema solar há mais de 4,5 bilhões de anos.

Os planetas se originam em discos giratórios de gás e poeira que circundam estrelas jovens. Embora telescópios tenham revelado as formas e lacunas nesses discos, os cientistas têm lutado para medir os campos magnéticos, os agentes invisíveis que guiam e esculpem o material que forma os planetas. Acredita-se que os campos magnéticos desempenhem um papel crucial na forma como os discos evoluem e criam planetas, mas até agora ninguém havia conseguido mapear inequivocamente sua presença e estrutura diretamente em um disco como o de TW Hya.

Pesquisas anteriores buscavam campos magnéticos detectando padrões específicos de luz polarizada, mas esses sinais são extremamente tênues e facilmente perdidos em meio a outros efeitos. Teague e seus colegas examinaram o alargamento de sinais de rádio específicos — as impressões digitais de moléculas girando no disco — medidos pelo ALMA. Ao decodificar mudanças sutis na luz da molécula CN, a equipe conseguiu identificar o alargamento da assinatura causado pelas interações do campo magnético, um fenômeno conhecido como Efeito Zeeman.

A análise dos cientistas revelou campos magnéticos tão fortes quanto 10 miligauss — mil vezes mais fracos que um ímã de geladeira, mas imensos em escalas de formação planetária — atravessando o disco entre 60 e 120 unidades astronômicas (UA) da estrela (uma UA é a distância da Terra ao Sol). Curiosamente, a estrutura do campo muda em um local onde uma lacuna proeminente corta o disco, sugerindo uma ligação direta entre a atividade magnética e a formação de regiões de formação planetária.

“A presença e o padrão desses campos parecem muito com o tipo que pode ter permeado a nebulosa solar enquanto nossos planetas se formavam”, disse Teague. “Esta é a melhor visão que já tivemos da mão invisível moldando os locais de nascimento de novos mundos.”

Essa abordagem abre uma nova janela para questões que intrigam os cientistas há décadas: como os campos magnéticos impulsionam a evolução dos discos? Como eles influenciam a formação de planetas e onde? À medida que telescópios e instrumentos se tornam mais sensíveis, os astrônomos esperam aplicar essas técnicas a muitos outros discos. 

"Estamos entrando em uma era em que finalmente podemos ver os projetos magnéticos que ajudam a construir novos sistemas planetários", acrescenta Teague. Melhorias no ALMA, como a futura Atualização da Sensibilidade de Banda Larga, foram projetadas para fazer exatamente isso. "Nossas descobertas mostram que o que foi prometido com a atualização será possível em grande escala."

Esta pesquisa é um grande salto para entender não apenas como os planetas se formam ao redor de outras estrelas, mas como nossa própria vizinhança cósmica surgiu.

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