p Um estágio único da evolução do sistema planetário foi fotografado por astrônomos, mostrando gás monóxido de carbono em movimento rápido fluindo de um sistema estelar a mais de 400 anos-luz de distância, uma descoberta que oferece uma oportunidade de estudar como nosso próprio sistema solar se desenvolveu. p Os astrônomos detectaram gás monóxido de carbono em movimento rápido fluindo de um jovem, estrela de baixa massa:um estágio único da evolução do sistema planetário que pode fornecer uma visão sobre como nosso próprio sistema solar evoluiu e sugere que a maneira como os sistemas se desenvolvem pode ser mais complicada do que se pensava anteriormente.

p Embora não esteja claro como o gás está sendo ejetado tão rápido, a equipe de pesquisadores, liderado pela Universidade de Cambridge, acreditam que pode ser produzido a partir de cometas gelados sendo vaporizados no cinturão de asteróides da estrela. Os resultados serão apresentados na conferência virtual Five Years After HL Tau, em dezembro.

p A detecção foi feita com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile, como parte de uma pesquisa com jovens estrelas de 'classe III', relatado em um artigo anterior. Algumas dessas estrelas de classe III são rodeadas por discos de detritos, que se acredita serem formados pelas colisões contínuas de cometas, asteróides e outros objetos sólidos, conhecidos como planetesimais, nos confins de sistemas planetários recentemente formados. As sobras de poeira e detritos dessas colisões absorvem a luz de suas estrelas centrais e re-irradiam essa energia como um brilho fraco que pode ser estudado com o ALMA.

p Nas regiões internas dos sistemas planetários, espera-se que os processos de formação de planetas resultem na perda de toda a poeira mais quente, e estrelas da classe IIII são aquelas que ficam com, no máximo, dim, poeira fria. Esses tênues cinturões de poeira fria são semelhantes aos discos de detritos conhecidos vistos ao redor de outras estrelas, semelhante ao cinturão de Kuiper em nosso próprio sistema solar, que é conhecido por hospedar asteróides e cometas muito maiores.

p Na pesquisa, a estrela em questão, 'NO Lup', que é cerca de 70% da massa do nosso sol, foi descoberto que tinha um desmaio, disco empoeirado de baixa massa, mas foi a única estrela de classe III onde o gás monóxido de carbono foi detectado, uma estreia para este tipo de jovem estrela com ALMA. Embora se saiba que muitas estrelas jovens ainda hospedam os discos formadores de planetas ricos em gás com os quais nascem, NO Lup é mais evoluído, e era de se esperar que tivesse perdido esse gás primordial depois que seus planetas se formaram.

p Embora a detecção de monóxido de carbono seja rara, o que tornou a observação única foi a escala e a velocidade do gás, o que levou a um estudo de acompanhamento para explorar seu movimento e origens.

p "Apenas detectar gás monóxido de carbono foi emocionante, uma vez que nenhuma outra jovem estrela deste tipo foi previamente fotografada pelo ALMA, "disse o primeiro autor Joshua Lovell, um Ph.D. estudante do Instituto de Astronomia de Cambridge. "Mas quando olhamos mais de perto, encontramos algo ainda mais incomum:dada a distância que o gás estava da estrela, estava se movendo muito mais rápido do que o esperado. Isso nos deixou intrigados por algum tempo. "

p Grant Kennedy, Royal Society University Research Fellow na University of Warwick, que liderou o trabalho de modelagem do estudo, surgiu com uma solução para o quebra-cabeça. "Encontramos uma maneira simples de explicar:modelando um anel de gás, mas dando ao gás um impulso extra para fora, "disse ele." Outros modelos têm sido usados ​​para explicar discos jovens com mecanismos semelhantes, mas este disco é mais como um disco de detritos onde não vimos ventos antes. Nosso modelo mostrou que o gás é totalmente consistente com um cenário em que está sendo lançado para fora do sistema a cerca de 22 quilômetros por segundo, que é muito maior do que qualquer velocidade orbital estável. "

p Uma análise mais aprofundada também mostrou que o gás pode ser produzido durante as colisões entre asteróides, ou durante os períodos de sublimação - a transição de uma fase sólida para uma fase gasosa - na superfície dos cometas da estrela, esperado para ser rico em gelo de monóxido de carbono.

p Tem havido evidências recentes desse mesmo processo em nosso próprio sistema solar a partir da missão Novos Horizontes da NASA, quando observou o objeto do Cinturão de Kuiper Ultima Thule em 2019 e encontrou a evolução da sublimação na superfície do cometa, que aconteceu há cerca de 4,5 bilhões de anos. O mesmo evento que vaporizou cometas em nosso próprio sistema solar bilhões de anos atrás pode, portanto, ter sido capturado pela primeira vez a mais de 400 anos-luz de distância, em um processo que pode ser comum em torno de estrelas formadoras de planetas, e têm implicações em como todos os cometas, asteróides, e os planetas evoluem.

p "Esta estrela fascinante está lançando luz sobre que tipo de processos físicos estão moldando os sistemas planetários logo após seu nascimento, logo depois de terem emergido de serem envoltos por seu disco protoplanetário, "disse o co-autor Professor Mark Wyatt, também do Instituto de Astronomia. "Embora tenhamos visto gás produzido por planetesimais em sistemas mais antigos, a taxa de cisalhamento na qual o gás está sendo produzido neste sistema e sua natureza de escoamento são bastante notáveis, e apontar para uma fase da evolução do sistema planetário que estamos testemunhando aqui pela primeira vez. "

p Embora o quebra-cabeça não esteja totalmente resolvido, e modelagem mais detalhada será necessária para entender como o gás está sendo ejetado tão rapidamente, o certo é que esse sistema está destinado a ser alvo de medidas de acompanhamento mais intensas.

p "Esperamos que o ALMA volte a estar online no próximo ano, e faremos o caso para observar este sistema novamente com mais detalhes, "disse Lovell." Dado o quanto aprendemos sobre este estágio inicial da evolução do sistema planetário com apenas uma curta observação de 30 minutos, ainda há muito mais que este sistema pode nos dizer. "