Você já se perguntou como os planetas gigantes se formam? Eles são muito diferentes dos planetas rochosos como a Terra ou Marte, que são feitos principalmente de pedra e metal. Os planetas gigantes, como Júpiter ou Saturno, são compostos principalmente de gás e líquido, e têm muitas luas e anéis ao seu redor. Como eles se originaram a partir de uma nuvem de poeira e gás ao redor de uma estrela?
Uma nova imagem espetacular divulgada hoje pelo Observatório Europeu do Sul (ESO) nos dá pistas sobre esse mistério. Usando o Very Large Telescope do ESO (VLT) e o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os pesquisadores detectaram grandes aglomerados de poeira, perto de uma estrela jovem, que podem colapsar para criar planetas gigantes.
A estrela em questão é chamada de V960 Mon, e está localizada a mais de 5 mil anos-luz de distância na constelação de Monoceros, que significa Unicórnio em latim. Ela chamou a atenção dos astrônomos em 2014, quando seu brilho aumentou mais de vinte vezes em poucos meses. Isso pode ter sido causado por um aumento na quantidade de material que cai na estrela, ou por uma mudança na forma como ela reflete a luz.
A imagem obtida com o VLT mostra a estrela e o material ao seu redor em cores amarelas. Você pode ver que o material tem uma forma espiral, como um disco girando em torno da estrela. Essa é uma característica comum dos sistemas planetários em formação, chamados de discos protoplanetários.
Mas o que torna essa imagem especial é que ela revela algo que nunca foi visto antes: grandes aglomerados de poeira dentro do disco, que têm massas semelhantes às dos planetas. Esses aglomerados podem ser os blocos de construção dos futuros planetas gigantes.
Para confirmar essa hipótese, os astrônomos usaram outro instrumento poderoso: o ALMA. Esse é um conjunto de antenas que capta ondas de rádio emitidas pelo material cósmico. O ALMA pode ver através da poeira e revelar detalhes que não são visíveis em outras faixas do espectro eletromagnético.
A imagem obtida com o ALMA mostra a estrela e o material ao seu redor em cores azuis. Você pode ver que os aglomerados detectados pelo VLT também aparecem no ALMA, mas com mais nitidez. Isso indica que eles são reais e não apenas ilusões ópticas.
Mas como esses aglomerados se formam? E como eles podem se transformar em planetas gigantes?
Os astrônomos acreditam que existem duas maneiras principais pelas quais os planetas gigantes podem se formar. A primeira é chamada de acreção do núcleo, e funciona assim: os grãos de poeira no disco se juntam e formam pedras maiores, que por sua vez se juntam e formam rochas maiores, e assim por diante. Eventualmente, esses objetos crescem tanto que começam a atrair gás do disco com sua gravidade, formando uma atmosfera espessa ao seu redor. Esse é o caso dos planetas gigantes do nosso sistema solar, como Júpiter ou Saturno.
A segunda maneira é chamada de instabilidade gravitacional, e funciona assim: algumas partes do disco são mais densas do que outras, e por isso sofrem uma força gravitacional maior. Essas partes se contraem e colapsam sob seu próprio peso, formando objetos compactos e massivos. Esses objetos podem então capturar gás do disco com sua gravidade, formando uma atmosfera espessa ao seu redor. Esse pode ser o caso de alguns planetas gigantes que orbitam outras estrelas, chamados de exoplanetas.
Até agora, os astrônomos tinham mais evidências para o primeiro cenário do que para o segundo. Mas a nova imagem da estrela V960 Mon apoia a ideia de que a instabilidade gravitacional também pode acontecer em escalas planetárias. Essa é a primeira vez que esse fenômeno é observado diretamente.
“Essa descoberta é realmente cativante, pois marca a primeira detecção de aglomerados em torno de uma estrela jovem com potencial para dar origem a planetas gigantes”, diz Alice Zurlo, pesquisadora da Universidad Diego Portales, Chile, envolvida nas observações.
A pesquisa que descreve a descoberta foi publicada no periódico científico The Astrophysical Journal Letters.
Os instrumentos do ESO ajudarão os astrônomos a desvendar mais detalhes desse fascinante sistema planetário em formação, e o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO desempenhará um papel fundamental. Atualmente em construção no deserto do Atacama, no Chile, o ELT poderá observar o sistema com mais detalhes do que nunca, coletando informações cruciais sobre ele.
“O ELT permitirá a exploração da complexidade química em torno desses aglomerados, ajudando-nos a descobrir mais sobre a composição do material a partir do qual os planetas potenciais estão se formando”, conclui Philipp Weber, pesquisador da Universidade de Santiago, Chile, que liderou o estudo.
Se você quiser ver mais imagens impressionantes do espaço, visite o site do ESO. Lá você também pode encontrar mais informações sobre os instrumentos usados nessa pesquisa e sobre os projetos futuros do observatório.
https://www.eso.org/public/news/eso2312/
Sobre a imagem: No centro da imagem está a jovem estrela V960 Mon, localizada a mais de 5.000 anos-luz de distância na constelação de Monoceros. Material empoeirado com potencial para formar planetas envolve a estrela. Observações obtidas com o instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE – https://www.eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/vlt/vlt-instr/sphere/) no VLT do ESO (eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/vlt/), representado em amarelo nesta imagem, mostram que o material empoeirado orbitando a jovem estrela está se reunindo em uma série de intrincados braços espirais que se estendem a distâncias maiores que todo o Sistema Solar. Já as regiões azuis representam dados obtidos com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA – eso.org/public/teles-instr/alma/), do qual o ESO é parceiro. Os dados do ALMA examinam mais profundamente a estrutura dos braços espirais, revelando grandes aglomerados de poeira que podem se contrair e colapsar para formar planetas gigantes aproximadamente do tamanho de Júpiter por meio de um processo conhecido como “instabilidade gravitacional”. Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Weber et al.
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