NSF/AUI/NSF NRAO/S.DAGNELLO
MADRID, 16 jun. (EUROPA PRESS) -
Uma equipe internacional de cientistas conseguiu a medição mais precisa dos gases que giram em torno de estrelas jovens e como sua massa muda com o tempo.
Essa descoberta junta muitas peças de um quebra-cabeça que, de acordo com os astrônomos da Universidade de Wisconsin-Madison, que lideraram a pesquisa, pode revelar que tipos de planetas se formam - planetas rochosos semelhantes à Terra, gigantes gasosos como Júpiter ou bolas de gelo nos moldes de Netuno - à medida que os sistemas estelares amadurecem.
Os pesquisadores usaram um conjunto de 66 radiotelescópios maciços, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, localizado a uma altitude de 4.800 metros na Cordilheira dos Andes chilena, para estudar os discos giratórios de gás na gravidade de cada uma das 30 estrelas jovens. Para descobrir que tipo de planetas e quantos podem existir em um sistema, o requisito fundamental é entender a massa do disco que circunda a estrela jovem. Chamamos esses discos de discos protoplanetários, diz Ke Zhang, professor de astronomia da Universidade de Wisconsin-Madison e líder do ALMA Protoplanetary Disk Gas Evolution Survey.
As estrelas nas quais os pesquisadores se concentraram tinham entre menos de um milhão e mais de cinco milhões de anos de idade. Isso pode parecer velho, mas ainda é o início da vida de uma estrela.
Nosso sistema solar tem cerca de 4,5 bilhões de anos, disse Zhang em um comunicado. "Portanto, esses sistemas que têm apenas alguns milhões de anos são, na verdade, apenas bebês.
É provável que as estrelas jovens comecem se agarrando a discos protoplanetários que, em massa, são compostos de cerca de 1% de poeira e 99% de gás, principalmente hidrogênio e hélio.
Leon Trapman, pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Wisconsin-Madison no laboratório de Zhang durante o estudo, liderou a análise da radiação eletromagnética emitida pelos discos, comparando as características de várias moléculas de gás para obter uma medição sem precedentes de suas massas. Estudos anteriores basearam-se em uma proporção fixa de monóxido de carbono (uma molécula que não é muito abundante nos discos, mas fácil de detectar com um radiotelescópio) em relação ao hidrogênio, que é muito mais abundante.
O novo estudo usou um método mais preciso. Ao rastrear a força da característica das moléculas de um íon, N2H+, cuja quantidade aumenta à medida que o monóxido de carbono diminui, Trapman e seus colaboradores conseguiram explicar como o conteúdo de gás dos discos muda ao longo de seus primeiros milhões de anos.
"Agora podemos observar que a massa de gás diminui muito rapidamente durante os primeiros milhões de anos dos discos protoplanetários e depois diminui lentamente, enquanto a massa de poeira provavelmente diminui de forma constante ao longo do tempo", disse Zhang em um comunicado. Portanto, se você quiser formar gigantes gasosos como Júpiter, terá de trabalhar enquanto ainda há mais gás, e isso em apenas alguns milhões de anos.
O processo de formação de planetas rochosos, como o nosso, pode prosseguir em um ritmo mais lento ao longo de centenas de milhões de anos, graças à persistência da poeira de que são feitos.
As novas descobertas, que serão publicadas em breve em uma edição especial do The Astrophysical Journal, juntamente com vários outros resultados do projeto, também sugerem que o gás perdido dos discos de estrelas jovens pode ser "varrido" por uma espécie de vento de disco. Quando as moléculas de gás cruzam as linhas do campo magnético no espaço, elas podem ser aceleradas para fora de sua órbita e se desprender dos discos. O artigo está atualmente disponível no servidor de pré-impressão arXiv.
Zhang e seus colaboradores agora se concentrarão na medição da composição química da região mais interna dos discos protoplanetários, onde se formariam planetas rochosos como a Terra. O Telescópio Espacial James Webb (JWST) é mais eficiente do que a matriz do Atacama para rastrear materiais quentes na região interna do disco, e os pesquisadores recentemente adquiriram dados do JWST em seus 30 discos-alvo.
"Com esses dados, podemos observar os materiais próximos ao disco, que é onde achamos que os planetas rochosos se formam", diz Zhang. "Ao observar a composição química de materiais como água e matéria orgânica, podemos entender como eles mudam ao longo da evolução dos discos.
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