Astrônomos revelam as estruturas do planeta mais jovens que já vimos

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Agora, pela primeira vez, indícios de formação de planetas foram detectados em torno de uma protoestrela tão jovem que a nuvem de poeira e gás que sobrou ainda está colapsando nele, e o disco ainda está se formando.

As estrelas nascem quando densas nuvens de material interestelar colapsam sob sua própria gravidade, girando em discos planos que eventualmente se transformam em estrelas bebês.

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Esta é a primeira detecção de tais estruturas em um anel protoestelar e sugere que a formação de planetas começa mais cedo do que pensávamos, antes que o sistema nascente tivesse 500.000 anos de idade.

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As estruturas em torno do IRS 63. (Segura-Cox et al., Nature, 2020).

A jovem protoestrela é chamada de IRS 63 e está a 470 anos-luz de distância na região de formação estelar de Rho Ophiuchi – um berçário estelar onde a poeira é espessa o suficiente para formar os aglomerados giratórios que eventualmente formarão estrelas.

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O IRS 63 está na classe I do processo de formação de estrelas, com menos de meio milhão de anos. Já passou da fase principal de acreção e possui a maior parte de sua massa final; brilhando intensamente em comprimentos de onda milimétricos, é também uma das protoestrelas mais brilhantes de sua classe.

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Além disso, o IRS 63 tem um grande disco, estendendo-se por cerca de 50 unidades astronômicas. Essas propriedades, junto com sua proximidade, tornam o objeto um excelente alvo para estudar a formação de estrelas e planetas.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) à noite, sob as  Nuvens de Magalhães | ESO Brasil
Atacama Large Millimeter. Foto: (Reprodução/ Internet).

Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array no Chile – um radiotelescópio com excelente histórico  de detecção da formação inicial de planetas – uma equipe liderada pelo astrônomo Dominique Segura-Cox do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre na Alemanha deu uma olhada mais de perto no estrela e a nuvem empoeirada ao seu redor.

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Lá, no disco giratório, a equipe encontrou uma surpresa: duas lacunas concêntricas escuras centradas em torno da protoestrela – o que os astrônomos consideram um sinal da formação do planeta.

A formação do planeta é um processo mal compreendido.

 O modelo mais popular é o acréscimo do núcleo – grãos de poeira no disco se acumulam gradualmente, primeiro aderindo eletrostaticamente e depois gravitacionalmente conforme o corpo fica cada vez maior. 

rho ophiuchi
A região de formação estelar Rho Ophiuchi. ( ESO / Digitized Sky Survey 2 )

Conforme isso ocorre, o protoplaneta absorve todo o material ao longo de seu caminho orbital, criando uma lacuna no disco circunstelar.

Essas lacunas foram detectadas em quase todos os discos que capturamos com resolução suficientemente alta. 

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Mas há um grande problema com o modelo – leva muito tempo para os planetas se formarem dessa forma, e os discos protoestelares com mais de 1 milhão de anos não parecem ter material suficiente para formar a população de exoplanetas conhecida .

Os astrônomos encontraram mais de 35 sistemas protoestelares de classe II com cerca de 1 milhão de anos que perderam suas grandes nuvens de poeira, mas ainda têm discos protoestelares e apresentam lacunas pronunciadas neles. 

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O fato de eles terem lacunas tão bem desenvolvidas com apenas 1 milhão de anos sugere que o processo de formação de planetas está bem encaminhado quando as estrelas têm essa idade.

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Nascimento de uma estrela. Foto: (Reprodução/ Internet).

Se as estruturas detectadas por Segura-Cox e sua equipe forem criadas por planetas, isso daria suporte a essa ideia e ofereceria uma solução para o problema da massa perdida no disco protoestelar.

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Em comparação com as lacunas nesses discos de classe II, as lacunas no disco em torno do IRS 63 têm menor contraste, sugerindo que contêm mais material. 

Portanto, os protoplanetas putativos nas referidas lacunas estão em um estágio anterior de desenvolvimento.

irs 63 gaps
(Segura-Cox et al., Nature, 2020).

A equipe também calculou as massas protoplanetárias potenciais necessárias para causar as lacunas que viram. 

A lacuna mais próxima da estrela, a uma distância de 19 unidades astronômicas, deveria ter sido criada por um objeto 0,47 vezes a massa de Júpiter. 

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A lacuna mais distante, com 37 unidades astronômicas, deveria ter sido esculpida por um objeto 0,31 vezes a massa de Júpiter.

Como seria se a Terra tivesse o mesmo tamanho de Júpiter?
Terra e Júpiter. Foto: (Reprodução/ Internet).

Essas massas são os limites superiores, mas mesmo as estimativas mais baixas já seriam corpos substancialmente grandes – a Terra tem 0,003 vezes a massa de Júpiter. Isso é inesperado, uma vez que existem barreiras significativas em nossos modelos planetários para uma acumulação tão rápida.

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De qualquer forma, o que a equipe observou no disco em torno do IRS 63 provavelmente é o resultado da formação do planeta – colocando o início do processo em uma linha do tempo muito mais antiga do que jamais vimos antes.

Traduzido e adaptado por equipe Saibamais

Fonte: ScienceAlert

 

 

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