Pela primeira vez, os astrônomos foram capazes de perscrutar o coração da formação do planeta, registrando a temperatura e a quantidade de gás presente nas regiões mais prolíficas para fazer planetas.

Os planetas se formam em discos chamejados de gás e poeira - pequenas partículas compostas de poeira e gelo - ao redor de estrelas jovens. Mais especificamente, planetas se formam no plano médio deste disco, ou o meio do disco visto de lado. Mas até agora, os astrônomos não foram capazes de observar este plano médio porque os gases no disco eram muito opacos.

"Já observamos discos no processo de criação de planetas, mas nossas observações foram apenas arranhando a superfície, "disse Edwin Bergin, presidente do departamento de astronomia da U-M. "Quando inferimos densidade, temperatura e velocidade gravitacional - o que é a física do nascimento do planeta - não estávamos amostrando a região onde os planetas estão nascendo. "

Em vez de, os pesquisadores tiveram que confiar em observações feitas na superfície do disco. Agora, Bergin e sua equipe, que inclui o pós-doutorado Ke Zhang, desenvolveram um método que lhes permite perscrutar esse midplane - neste caso, um disco a cerca de 180 anos-luz de distância com uma estrela com cerca de 0,8 vezes a massa do nosso próprio sol.

Para observar a temperatura e outras condições de nascimento do planeta, astrônomos poderiam usar hidrogênio molecular, que é a molécula mais abundante em um planeta ou região de formação estelar. Mas o hidrogênio molecular não emite nas baixas temperaturas associadas ao nascimento de planetas. Portanto, os astrônomos precisam se concentrar em uma molécula diferente que existe ao lado do hidrogênio molecular. Eles chamam essa molécula diferente de "molécula traçadora" - um substituto do hidrogênio molecular. Nesse artigo, a equipe usa uma forma rara de monóxido de carbono como molécula traçadora.

Suas descobertas mostram que a luz de comprimento de onda milimétrica emitida naturalmente por esta forma rara de monóxido de carbono traça claramente o plano médio - revelando pela primeira vez a formação de planetas para nossos telescópios. Nesse caso, as observações dos astrônomos basearam-se no Atacama Large Millimeter / submillimeter Array, uma instalação internacional de astronomia com sede no Chile que mede comprimentos de onda de rádio emitidos por moléculas nesses discos distantes.

Com base na distribuição deste monóxido de carbono, os astrônomos foram capazes de calcular quanta massa está disponível no plano médio de formação do planeta. Usando uma forma rara diferente de monóxido de carbono, os pesquisadores também mediram a temperatura da região com base na intensidade do brilho da molécula.

"Se você quiser entender a formação de nosso sistema solar e por que existem tantos sistemas de exoplanetas diferentes, precisamos entender o plano médio, "Zhang disse." Esse é o plano onde você tem a maior parte da massa concentrada - é onde a mágica acontece. "

Outra descoberta importante do artigo é a primeira medição direta do que é chamado de linha de neve do monóxido de carbono. Esta linha de neve é ​​o raio no qual o monóxido de carbono congela no plano médio. Além deste raio, o calor da estrela não pode mais manter o monóxido de carbono como um vapor no plano médio e o monóxido de carbono congela como gelo na superfície dos grãos de poeira.

Ser capaz de observar diretamente a linha de neve do plano médio também é importante para compreender as condições sob as quais os planetas se formam, Zhang diz. O monóxido de carbono pode ter um papel semelhante ao da água na formação de nosso próprio sistema solar.

"Água, uma vez que se condensa, adiciona muita massa sólida na construção do núcleo de um planeta, "Zhang disse." A água torna esses sólidos mais pegajosos para que possam crescer mais rápido. Os astrônomos suspeitam que a linha de neve de monóxido de carbono tem um impacto semelhante ao da linha de neve de água. "

Os pesquisadores esperam usar suas observações da linha de neve deste disco para testar teorias sobre como as linhas de neve facilitam a formação de planetas em outros discos.

"Com as capacidades do Atacama Array e esta nova técnica, astrônomos podem finalmente rastrear a formação do planeta em ação, "Disse Bergin." Esta é uma informação crítica necessária para confirmar as teorias do nascimento planetário, e nossa contabilidade de massa sugere que a formação de planetas começou e este disco está a caminho de fazer novos planetas. "