Nos discos de poeira e gases ao redor de estrelas jovens, estruturas misteriosas ocorrem. Junto com o professor Ewine van Dishoeck, Ph.D. o aluno Paolo Cazzoletti investiga como podemos explicar essas formas, como anéis, espirais e orifícios. Em 12 de dezembro, ele vai defender sua tese.

Desde a descoberta do primeiro exoplaneta nos anos 90, mais de 4000 exoplanetas foram encontrados. Os planetas são formados em discos protoplanetários em torno de estrelas jovens. "Primeiro, a poeira se aglomera em grãos que crescem gradualmente até o tamanho de seixos e, eventualmente, para rochas e planetas, "Cazzoletti diz." Se eles forem grandes e pesados ​​o suficiente, eles podem atrair gás do disco e, em alguns casos, se transformar em gigantes gasosos como Júpiter e Saturno. "

Ferraduras e bananas

Nas primeiras observações do telescópio, os discos protoplanetários pareciam lisos e simétricos. Mas isso mudou há cerca de sete anos. Usando o radiotelescópio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile, os astrônomos foram capazes de observar os discos com mais detalhes. "Essas observações mostraram que eles não são simétricos e lisos, "diz Cazzoletti." Vimos estruturas e formas, como buracos, anéis e subestruturas em forma de ferradura e banana. Isso foi uma surpresa. "

A explicação mais freqüentemente mencionada para isso é a presença de um ou mais planetas. Eles podem interagir com a poeira e o gás no disco, criando as estruturas. Mas foram encontrados menos planetas do que o necessário para explicar todas as estruturas de poeira e gás. Cazzoletti:"Isso torna as estruturas mais misteriosas. Tivemos que procurar outras explicações."

Vórtices de poeira

Em sua pesquisa sobre explicações para as estruturas, Cazzoletti desenvolve sua tese de mestrado. "Já faz algum tempo que me interesso por esses discos planetários, "ele diz." E o conhecimento da minha pesquisa de mestrado parecia se encaixar bem com os primeiros dois capítulos da minha tese. "

Para seu Ph.D., ele estudou, entre outras coisas, Observações ALMA de HD 135344B, um disco em torno de uma jovem estrela. Este disco não é simétrico. No lado sul está uma estrutura em forma de banana. Parece uma espécie de vórtice de poeira. Além disso, pequenas partículas de poeira na camada superior do disco formam braços espirais. Os astrônomos inicialmente pensaram que isso era causado pela presença de planetas na área externa do disco. Mas nenhum planeta foi encontrado. Cazzoletti descreve em sua tese como os braços espirais podem ser criados pelo vórtice de poeira assimétrico. Se esse é o caso, apenas um planeta, perto da estrela, é necessário para explicar o resto da estrutura observada.

Buracos ou sem buracos?

Além deste trabalho de observação, Cazzoletti também realizou pesquisas teóricas para explicar as estruturas em forma de anel no gás de discos protoplanetários. Para este propósito, ele se concentrou nas moléculas de cianeto. "Existem duas possibilidades pelas quais vemos essas estruturas de gás em forma de anel, "diz Cazzoletti." Pode ser causado por um orifício em forma de anel no disco.

Ou não há buraco, mas só parece haver um buraco por causa da química das moléculas de cianeto e da maneira como elas emitem luz. "Ao analisar modelos teóricos, ele descobriu que os formatos dos anéis observados não estão relacionados ao formato do disco de poeira. "Eles são principalmente buracos químicos porque há menos cianeto nas proximidades da estrela-mãe."

Mais conhecimento sobre exoplanetas

Cazzoletti's Ph.D. a pesquisa contribui para uma melhor compreensão da maneira como as estruturas são criadas em discos protoplanetários. Com este conhecimento, os astrônomos do futuro esperam descobrir como as estruturas se relacionam com a formação de planetas e a diversidade de sistemas exoplanetários que foram observados nos últimos vinte e cinco anos.

O próprio Cazzoletti não dá continuidade a essa pesquisa. Os astrônomos são muito solicitados como cientistas de dados em uma ampla gama de organizações. Desde o início de novembro, Cazzoletti tem usado seu conhecimento em análise de dados como cientista de dados na empresa italiana Prometeia.