Um sistema estelar pode estar perdendo gás devido à vaporização de cometas

Por Danielle Cassita | 01 de Dezembro de 2020 às 11h45
Reprodução/Institute of Astronomy, University of Cambridge

Ao estudar estrelas jovens de "classe III" com o observatório Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA), no Chile, uma equipe de astrônomos liderada pela Universidade de Cambridge pode ter observado uma etapa única na evolução dos sistemas planetários: eles detectaram o monóxido de carbono se afastando rapidamente de um sistema que está a mais de 400 anos-luz de distância da Terra. Essa descoberta pode nos mostrar como o Sistema Solar evoluiu, e sugere que a forma evolução dos sistemas pode ser mais complexa do que se pensava.

A detecção ocorreu como parte de um estudo destas estrelas, um grupo onde algumas delas são cercadas por discos de detritos que devem ter se formado a partir das colisões de asteroides, cometas e outros objetos, nas regiões mais externas de sistemas planetários jovens. Então, a poeira que restou destas colisões junto dos detritos absorvem luz das estrelas, cuja energia é irradiada como um brilho fraco que, felizmente, pode ser identificado pelo ALMA. Nas regiões mais internas dos sistemas planetários, é esperado que os processos de formação planetária causem a perda da poeira mais quente, enquanto as estrelas de classe III são aquelas que ficam com a poeira mais fria e escura.

Então, esses cinturões de poeira que não brilham muito são semelhantes aos discos de detritos vistos em torno de outras estrelas — e parecidos com os que temos no cinturão de Kuiper, no Sistema Solar. No estudo, a estrela "NO Lup", que tem massa equivalente a 70% do Sol, revelou que tem um disco de poeira de pouca massa e brilho, além de ser a única estrela de classe III em que o monóxido de carbono foi detectado — esta foi a primeira vez em que isso aconteceu com uma estrela tão jovem e o telescópio ALMA. Muitas estrelas jovens ainda têm os discos de formação ricos em gás com os quais elas foram formadas, mas NO Lup é mais "madura" e deveria ter perdido seu gás depois que seus planetas se formaram.

Existem evidências de um processo de sublimação semelhante no objeto Arrokoth, observado pela missão New Horizons, da NASA (Imagem: Reprodução/NASA)

Entretanto, o que tornou a observação especial foi a escala e velocidade do gás, que será explorada em estudos futuros: “detectar o monóxido de carbono foi empolgante, já que nenhuma outra estrela desse tipo já foi registrada pelo ALMA", disse Joshua Lovell, autor do estudo. "Quando olhamos mais de perto, encontramos algo ainda mais raro: considerando como o gás estava longe da estrela, ele estava se movendo bem mais rápido do que o esperado", explica. Já Grant Kennedy, responsável pelas modelagens do estudo, propõe uma solução para o comportamento do gás: "encontramos uma forma simples de explicar isso: a modelagem de um anel de gás, mas com um impulso extra para fora", disse. Então, o gás pode ser ejetado tão rapidamente devido a cometas congelados sofrendo vaporização no cinturão de asteroides da estrela.

Ele explica que outros modelos foram usados para explicar discos jovens com mecanismos similares, mas o disco da estrela em questão se parece mais com um de detritos, em que ventos ainda não foram observados: “nosso modelo mostrou que o gás é inteiramente consistente com um cenário em que está sendo lançado para fora do sistema a 22 km/s, bem maior do que qualquer velocidade orbital estável”, completa. O gás também poderia ser produzido com colisões entre asteróides ou sublimação dos cometas das estrelas, ricos em monóxido de carbono congelado.

Para Mark Wyatt, co-autor do estudo, esta estrela está apresentando os tipos de processos que definem os sistemas planetários pouco depois de terem emergido da envoltura do disco protoplanetário. “Enquanto nós já vimos gás produzido por planetesimais em sistemas mais velhos, a taxa à qual o gás é produzido neste sistema e a natureza do seu fluxo são impressionantes, e aponta para uma etapa da evolução dos sistemas planetários que estamos vendo pela primeira vez”, completa. Agora, mais modelos serão necessários para entender como o gás está sendo ejetado tão rápido, o que torna o sistema um excelente objeto de mais estudos principalmente com o ALMA. “Dado o quanto aprendemos sobre este estágio inicial da evolução do sistema planetário com uma curta observação de 30 minutos, ainda há muito mais que este sistema pode nos dizer”, finaliza Lovell.

O artigo com resultados do estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: University of Cambridge

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