A densa região L1709 da Nuvem Molecular de Ophiuchus, mapeado pelo telescópio espacial Herschel, que circunda e alimenta o material para a proto-estrela IRS 63 muito menor e o disco formador de planetas (localização marcada pela cruz preta). Crédito:MPE / D. Segura-Cox, Dados Herschel de ESA / Herschel / SPIRE / PACS / D. Arzoumaniano
Os astrônomos encontraram evidências convincentes de que os planetas começam a se formar enquanto as estrelas infantis ainda estão crescendo. A imagem de alta resolução obtida com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) mostra um jovem disco proto-estelar com várias lacunas e anéis de poeira. Este novo resultado, acabado de publicar em Natureza , mostra o exemplo mais jovem e detalhado de anéis de poeira agindo como berços cósmicos, onde as sementes dos planetas se formam e se firmam.
Uma equipe internacional de cientistas liderada por Dominique Segura-Cox no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) na Alemanha teve como alvo a proto-estrela IRS 63 com o observatório de rádio ALMA. Este sistema está a 470 anos-luz da Terra e localizado nas profundezas da densa nuvem interestelar L1709 na constelação de Ophiuchus. As proto-estrelas tão jovens quanto IRS 63 ainda estão envoltas em um grande e maciço manto de gás e poeira chamado de envelope, e a proto-estrela e o disco se alimentam desse reservatório de material.
Em sistemas anteriores a 1, 000, 000 anos, depois que as proto-estrelas terminarem de reunir a maior parte de sua massa, anéis de poeira já foram detectados em grande número. IRS 63 é diferente:abaixo de 500, 000 anos de idade, tem menos da metade da idade de outras estrelas jovens com anéis de poeira e a proto-estrela ainda crescerá significativamente em massa. "Os anéis no disco em torno do IRS 63 são tão novos, "enfatiza Segura-Cox." Costumávamos pensar que as estrelas entraram primeiro na idade adulta e depois foram as mães dos planetas que vieram depois. Mas agora vemos que proto-estrelas e planetas crescem e evoluem juntos desde os primeiros tempos, como irmãos. "
A imagem ALMA dos jovens anéis de poeira formando planetas em torno da proto-estrela IRS 63, que é menos de 500, 000 anos. Crédito:MPE / D. Segura-Cox
Os planetas enfrentam alguns obstáculos sérios durante seus estágios iniciais de formação. Eles têm que crescer a partir de pequenas partículas de poeira, menor do que a poeira doméstica aqui na Terra. "Os anéis no disco do IRS 63 são enormes pilhas de poeira, pronto para se combinar em planetas, "observa a co-autora Anika Schmiedeke no MPE. No entanto, mesmo depois que a poeira se aglomera para formar um embrião de planeta, o planeta ainda em formação pode desaparecer espiralando para dentro e sendo consumido pela proto-estrela central. Se os planetas começarem a se formar muito cedo e a grandes distâncias da proto-estrela, eles podem sobreviver melhor a este processo.
Os anéis e lacunas no disco de poeira IRS 63 comparados a um esboço de órbitas em nosso próprio Sistema Solar na mesma escala e orientação do disco IRS 63. As localizações dos anéis são semelhantes às localizações dos objetos em nosso Sistema Solar, com o anel interno do tamanho da órbita de Netuno e o anel externo um pouco maior do que a órbita de Plutão. Crédito:MPE / D. Segura-Cox
A equipe de pesquisadores descobriu que há cerca de 0,5 massas de poeira de Júpiter no jovem disco do IRS 63 a mais de 20 au de seu centro (a uma distância semelhante à órbita de Urano em nosso sistema solar). Isso sem contar a quantidade de gás, o que pode adicionar até 100 vezes mais material. São necessários pelo menos 0,03 massas de Júpiter de material sólido para formar um núcleo de planeta que irá acumular gás de forma eficiente e crescer para formar um planeta gasoso gigante. O membro da equipe Jaime Pineda do MPE acrescenta:"Esses resultados mostram que devemos nos concentrar nos sistemas mais jovens para entender verdadeiramente a formação do planeta." Por exemplo, há evidências crescentes de que Júpiter pode realmente ter se formado muito mais longe no Sistema Solar, além da órbita de Netuno, e então migrou para o seu local atual. De forma similar, a poeira ao redor do IRS 63 mostra que há material suficiente longe da proto-estrela e em um estágio jovem o suficiente para que esse análogo do Sistema Solar forme planetas da maneira que Júpiter se suspeita ter se formado.
"O tamanho do disco é muito semelhante ao do nosso Sistema Solar, "Segura-Cox explica." Até a massa da proto-estrela é um pouco menor que a do nosso Sol. O estudo desses jovens discos formadores de planetas em torno de proto-estrelas pode nos dar importantes insights sobre nossas próprias origens. "
