Estudo mostra como estrelas recém-nascidas se preparam para formar planetas

Por Daniele Cavalcante | 26 de Fevereiro de 2020 às 22h00
Shutterstock/Jurik Peter

Para desvendar os mistérios sobre a formação de um sistema estelar - uma estrela com planetas em sua órbita - astrônomos estão usando alguns dos radiotelescópios mais poderosos do mundo para obter imagens de discos formadores de mundos. Essas imagens revelam novos detalhes sobre os “berçários” de planetas, ou seja, o local onde eles nascem.

A formação de um planeta começa em um anel de poeira e gás que gira ao redor de uma estrela jovem. Os grãos desse material, também conhecido como “disco protoplanetário”, começam a se juntar em aglomerados de poeira que podem chegar a 200 metros de diâmetro, que, por sua vez, colidem uns com os outros. O resultado desse processo, chamado acreção, é a formação de planetesimais, corpos com cerca de 10 km de diâmetro.

Agora, os astrônomos querem saber exatamente quando esses discos começam a se formar e como eles são. O problema é que as estrelas muito jovens, também chamadas de “protoestrelas”, têm brilho muito fraco. Além disso, há nuvens de poeira muito densas e compactadas em torno delas, o que dificulta muito a observação. Mas com conjuntos de radiotelescópios altamente sensíveis são capazes de “olhar” através dessas nuvens e localizar os pequenos discos protoplanetários.

Assim, uma equipe internacional usou dois radiotelescópios bastante poderosos - o Very Large Array (VLA) e o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) - para criar mais de trezentas imagens de discos protoplanetários ao redor de estrelas muito jovens nas nuvens de Orion. Essa pesquisa é a maior sobre protoestrelas e seus discos até o momento.

As nuvens moleculares de Orion, o alvo da pesquisa. Os pontos amarelos são onde as protoestrelas observadas estão localizadas. Os painéis laterais mostram nove protoestrelas jovens fotografadas pelo ALMA (azul) e VLA (laranja).

Essas estrelas se formam em nuvens de gás e poeira no espaço. O primeiro passo na formação de uma estrela é o colapso gravitacional dessas nuvens densas e, à medida que isso acontece, ela começa a girar, formando um disco achatado em torno da protoestrela. O material do disco continua alimentando a estrela e fazendo-a crescer. Eventualmente, o material que sobrar nesse anel começa a formar protoplanetas.

Acontece que muitos aspectos sobre esses primeiros estágios da formação estelar e do disco protoplanetário ainda não são claros. Por isso, essa nova pesquisa é importante e busca fornecer algumas pistas para esclarecer como exatamente todos esses processos acontecem. Após medir a média do tamanho e massa de anéis muito jovens, a equipe descobriu que eles podem ter tamanho semelhante, mas são, em média, muito mais massivos que os discos mais antigos.

Isso acontece porque a estrela, enquanto cresce, consome cada vez mais material do disco. Isso significa que os discos mais jovens têm muito mais matéria-prima da qual os planetas podem se formar. “Planetas possivelmente maiores já começam a se formar em torno de estrelas muito jovens”, explica John Tobin, líder da equipe.

Quatro protoestrelas, no entanto, chamaram a atenção dos cientistas enquanto analisavam as imagens obtidas pelos radiotelescópios. Elas pareciam diferentes das outras, “muito irregulares e desajeitadas”, de acordo com Nicole Karnath, que também é parte da equipe. “Acreditamos que elas estejam em um dos estágios iniciais da formação estelar e algumas talvez nem tenham se transformado em protoestrelas ainda”.

Representação artística de um disco protoplanetário (Imagem: Pat Rawlings/NASA)

Ainda não se sabe ao certo a idade delas, mas provavelmente têm menos de dez mil anos. Encontrar mais de um objeto irregular como estes em uma observação é algo raro, de acordo com Karnath. Ela usou essas quatro estrelas “bebês” para propor um esquema sobre os estágios iniciais da formação de estrelas.

Uma dessas estrelas, chamada HOPS 404, tem uma taxa de vasão de gás bem inferior à de uma protoestrela típica - ela ejeta material a apenas 2 km/s, enquanto o esperado é de 10 km/s a 100 km/s. Esse processo de ejetar material do disco é importante para as protoestrelas, pois impede que elas fiquem fora de controle enquanto crescem. Mas quando exatamente essas ejeções começam a acontecer ainda é um mistério para a astronomia.

De acordo com Karnath, a HOPS 404 apresenta “um dos menores fluxos de saída que vimos e sustenta nossa teoria de como é o primeiro passo na formação de uma protoestrela”.

Assim, com a ajuda dos dois radiotelescópios, os astrônomos estão mais perto de entender como o Sistema Solar e outros sistemas da galáxias se formaram. Graças ao uso combinado do ALMA e do VLA, “começamos a entender como começa a formação de um planeta”, disse Tobin.

Fonte: Space Daily

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