Astrônomos utilizaram o conjunto de radiotelescópios ALMA, no Chile, para investigar alguns dos menores discos de formação planetária já observados com esse nível de detalhe. As novas imagens revelaram anéis, sulcos e cavidades que anteriormente permaneciam escondidos devido às limitações de resolução dos instrumentos.
A descoberta indica que discos protoplanetários extremamente compactos podem apresentar estruturas semelhantes às encontradas em discos muito maiores, mas concentradas em regiões próximas de suas estrelas.
A pesquisa foi liderada por Pietro Curone, do Centro de Astrofísica e Tecnologias Relacionadas (CATA) e da Universidade do Chile, com a participação de pesquisadores da Pontifícia Universidade Católica do Chile e do Observatório de Leiden, nos Países Baixos.
Os resultados foram apresentados em um artigo científico publicado na revista The Astrophysical Journal Letters e divulgados pelo Observatório ALMA em 14 de outubro de 2026.
Os discos protoplanetários são estruturas formadas por gás e poeira que permanecem ao redor de estrelas jovens depois de seu nascimento.
É nesse material que pequenas partículas sólidas podem se agregar, formando corpos cada vez maiores e, eventualmente, planetas.
Durante muito tempo, algumas das imagens mais impressionantes obtidas pelo ALMA mostraram discos extensos, com anéis concêntricos e regiões de menor emissão que parecem dividir o material em faixas.
Essas estruturas despertam grande interesse porque podem estar relacionadas à interação entre o gás, a poeira e possíveis planetas em formação.
Entretanto, a maior parte dessas observações detalhadas envolvia discos grandes e brilhantes.
Discos menores frequentemente apareciam como estruturas relativamente uniformes, sem anéis ou cavidades claramente identificáveis.
Isso levantava uma questão importante: esses sistemas compactos seriam ambientes fisicamente diferentes ou seus detalhes simplesmente estariam abaixo do limite de resolução dos telescópios?
Para investigar essa possibilidade, a equipe selecionou 11 discos protoplanetários extremamente compactos localizados na região de formação estelar de Lupus.
Os pesquisadores utilizaram o ALMA em sua configuração mais extensa, na qual as antenas ficam separadas por distâncias maiores.
Essa configuração permite alcançar uma resolução angular mais elevada, tornando possível distinguir estruturas muito próximas umas das outras no céu.
As observações foram realizadas na Banda 7 do ALMA, em um comprimento de onda próximo de 0,9 milímetro.
Nessa faixa, o instrumento detecta principalmente a emissão térmica produzida por partículas de poeira presentes nos discos.
A resolução angular alcançada foi de aproximadamente 0,02 segundo de arco.
À distância da região de Lupus, isso corresponde a uma escala física de cerca de duas unidades astronômicas.
Uma unidade astronômica equivale à distância média entre a Terra e o Sol, aproximadamente 150 milhões de quilômetros.
Com essa capacidade de observação, os astrônomos conseguiram investigar estruturas em escalas comparáveis às órbitas dos planetas internos do Sistema Solar.
Os resultados mostraram que alguns dos discos anteriormente considerados simples possuem uma organização interna muito mais complexa.
A equipe identificou subestruturas bem definidas em quatro dos 11 discos observados, todas localizadas a menos de 10 unidades astronômicas das estrelas centrais.
Outros três discos apresentaram indícios de estruturas semelhantes, embora os dados ainda não permitam confirmá-las com o mesmo grau de segurança.
Entre os sistemas analisados, um dos resultados mais interessantes foi encontrado em Sz 112.
Nesse disco, o ALMA identificou uma cavidade central com raio de aproximadamente 1,6 unidade astronômica.
Isso significa que a região interna com menor emissão de poeira se estende por uma distância pouco maior que a órbita da Terra ao redor do Sol.
A cavidade é especialmente importante porque demonstra que estruturas desse tipo também podem existir em discos extremamente compactos.
Os pesquisadores identificaram Sz 112 como o menor disco de transição conhecido até o momento.
Discos de transição são sistemas protoplanetários que apresentam uma redução significativa de poeira em suas regiões internas.
Essas cavidades podem surgir por diferentes processos, incluindo a interação com planetas jovens, alterações na dinâmica do gás ou mecanismos relacionados à evolução do próprio disco.
Por isso, a presença de uma cavidade não constitui uma confirmação de que exista um planeta em seu interior.
A descoberta também permitiu comparar diretamente discos compactos com sistemas muito maiores.
Um exemplo conhecido é HL Tau, uma estrela jovem cercada por um extenso disco que apresenta anéis e sulcos bem definidos nas observações do ALMA.
Quando as imagens de HL Tau e Sz 112 são apresentadas na mesma escala física, a diferença de tamanho entre os sistemas se torna evidente.
Entretanto, a ampliação da região central de Sz 112 revela que estruturas semelhantes também podem aparecer em dimensões muito menores.
Esse resultado sugere que os mecanismos responsáveis pela organização da poeira podem atuar em discos de diferentes tamanhos.
Para avaliar se as novas observações representam uma tendência mais ampla, a equipe comparou seus resultados com levantamentos anteriores de discos protoplanetários.
A análise considerou a frequência com que anéis, sulcos e outras subestruturas são identificados em sistemas de diferentes dimensões.
Os pesquisadores também levaram em conta a resolução angular das observações.
Essa precaução é necessária porque um disco pequeno pode parecer uniforme simplesmente porque seus detalhes não foram suficientemente separados na imagem.
Entre os discos compactos com raios de 3 a 10 unidades astronômicas observados com resolução adequada, aproximadamente 44% apresentaram subestruturas.
Nos sistemas com raios entre 10 e 30 unidades astronômicas, a frequência foi de cerca de 55%.
Já nos discos maiores que 30 unidades astronômicas, a taxa de detecção ultrapassou 90%.
Esses números mostram que as estruturas continuam sendo mais facilmente identificadas em discos grandes.
Entretanto, também indicam que anéis e sulcos são relativamente comuns em sistemas compactos.
A equipe ressalta que a menor frequência observada nos discos pequenos ainda pode estar relacionada a limitações instrumentais e às propriedades da emissão de poeira.
Em regiões muito densas, a poeira pode se tornar opticamente espessa em determinados comprimentos de onda, dificultando a identificação de estruturas internas.
Portanto, os resultados não demonstram que todos os discos compactos apresentam anéis e cavidades, mas mostram que sua aparente simplicidade não pode ser interpretada automaticamente como ausência dessas estruturas.
A descoberta também oferece novas informações sobre um dos principais desafios da formação planetária: a permanência de partículas sólidas nos discos.
A poeira presente nesses sistemas interage com o gás e pode perder momento angular ao longo do tempo.
Esse processo faz com que partículas sólidas migrem gradualmente em direção à estrela central.
Em determinadas condições, grãos de tamanho milimétrico poderiam se deslocar para as regiões internas do disco em um intervalo relativamente curto quando comparado à vida útil do sistema.
Entretanto, muitos discos continuam apresentando quantidades significativas dessas partículas.
Uma possível explicação é a existência de regiões onde a pressão do gás dificulta ou interrompe a migração da poeira.
Essas regiões são conhecidas como armadilhas de pressão.
Quando as partículas ficam concentradas nesses locais, aumenta a quantidade de material sólido disponível para participar dos processos de crescimento planetário.
Os anéis observados nos discos protoplanetários podem indicar a presença dessas concentrações.
Por isso, identificar estruturas semelhantes em discos compactos é importante para compreender como o material necessário à formação de planetas pode permanecer disponível tão perto das estrelas.
Os pesquisadores também investigaram a possibilidade de que alguns dos sulcos tenham sido produzidos por planetas jovens.
Quando um planeta se forma dentro de um disco, sua gravidade pode modificar a distribuição do gás e da poeira ao redor de sua órbita.
Dependendo de sua massa e das propriedades físicas do disco, essa interação pode produzir regiões com menor concentração de material.
A equipe utilizou modelos para estimar quais massas planetárias seriam necessárias para explicar determinadas estruturas.
Assumindo que cada sulco tenha sido produzido por um único planeta, os resultados indicaram que objetos localizados a menos de cinco unidades astronômicas de suas estrelas poderiam apresentar massas compatíveis com super-Terras e mini-Netunos.
As super-Terras são planetas mais massivos que a Terra, mas menores que Netuno, enquanto os mini-Netunos geralmente possuem dimensões intermediárias e envoltórios gasosos mais significativos.
Essas categorias incluem muitos dos exoplanetas conhecidos atualmente.
A possibilidade de encontrar sinais indiretos de sua formação em discos compactos é especialmente interessante porque grande parte dos levantamentos anteriores do ALMA se concentrou em estruturas localizadas a distâncias orbitais maiores.
Entretanto, os pesquisadores enfatizam que essa interpretação ainda é hipotética.
Anéis, sulcos e cavidades também podem ser produzidos por instabilidades no disco, alterações na pressão do gás e outros mecanismos físicos que não exigem a presença de planetas.
Assim, as massas estimadas representam os valores que possíveis planetas precisariam ter para produzir determinadas estruturas, e não medições de planetas efetivamente descobertos.
As observações também revelaram que alguns discos podem ser maiores do que pareciam inicialmente.
Nos sistemas Sz 73 e Sz 130, os astrônomos identificaram anéis externos muito tênues que se estendem além das regiões centrais mais brilhantes.
Outros quatro discos apresentaram possíveis indícios de emissão externa semelhante.
Isso sugere que alguns sistemas classificados como extremamente compactos podem conter material distribuído por regiões mais extensas, mas cuja emissão era fraca demais para ser detectada em observações anteriores.
Esse resultado reforça a importância da sensibilidade e da resolução angular na determinação das dimensões reais dos discos.
Em conjunto, as descobertas apontam para uma continuidade entre discos protoplanetários grandes e pequenos.
Embora esses sistemas possam apresentar diferenças de massa, extensão e evolução, muitos dos processos físicos que organizam a poeira parecem ocorrer em diferentes escalas.
O estudo também aproxima as observações dos discos jovens das regiões orbitais ocupadas por muitos planetas já conhecidos.
Ao identificar estruturas a apenas algumas unidades astronômicas das estrelas centrais, os astrônomos conseguem investigar ambientes mais próximos daqueles onde planetas semelhantes às super-Terras e aos mini-Netunos podem se formar.
Os próximos passos incluem novas observações em diferentes comprimentos de onda e análises da distribuição do gás e da poeira.
Esses dados poderão ajudar a determinar quais estruturas são produzidas por processos físicos do próprio disco e quais podem estar relacionadas à presença de planetas em formação.
A pesquisa demonstra que a ausência de detalhes em uma imagem astronômica nem sempre significa que esses detalhes não existam.
No caso dos discos protoplanetários compactos, o aumento da resolução revelou uma organização interna que antes permanecia escondida.
Com isso, o ALMA amplia a capacidade de investigar como a formação planetária ocorre em regiões muito próximas de estrelas jovens e oferece novas informações para compreender a origem dos sistemas planetários.
Sobre a Imagem: Ilustração – Algumas das imagens mais impressionantes do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostram estrelas jovens rodeadas por vastos discos de gás e poeira com padrões complexos de anéis e sulcos. Essas estruturas podem aprisionar material sólido e indicar os locais onde os planetas começam a se formar.
Créditos da Imagem: P. Curone et al. – ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Artigo Científico: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aeaa3c