Esta imagem, tiradas com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), em que ESO é um parceiro, mostra visualizações amplas (esquerda) e close-up (direita) do disco de formação da lua em torno do PDS 70c, um jovem planeta semelhante a Júpiter a quase 400 anos-luz de distância. A visão aproximada mostra PDS 70c e seu disco circunplanetário centro-frontal, com o disco circunstelar em forma de anel maior ocupando a maior parte do lado direito da imagem. A estrela PDS 70 está no centro da imagem panorâmica à esquerda. Dois planetas foram encontrados no sistema, PDS 70c e PDS 70b, o último não sendo visível nesta imagem. Eles esculpiram uma cavidade no disco circunstelar enquanto engoliam o material do próprio disco, crescendo em tamanho. Nesse processo, PDS 70c adquiriu seu próprio disco circunplanetário, que contribui para o crescimento do planeta e onde podem se formar luas. Este disco circunplanetário é tão grande quanto a distância Sol-Terra e tem massa suficiente para formar até três satélites do tamanho da Lua. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / Benisty et al.
Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), em que o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro, astrônomos detectaram sem ambigüidade a presença de um disco ao redor de um planeta fora de nosso Sistema Solar pela primeira vez. As observações irão lançar uma nova luz sobre como as luas e planetas se formam em sistemas estelares jovens.
“Nosso trabalho apresenta uma detecção clara de um disco no qual os satélites poderiam estar se formando, "diz Myriam Benisty, um pesquisador da Universidade de Grenoble, França, e na Universidade do Chile, que liderou a nova pesquisa publicada hoje em The Astrophysical Journal Letters . "Nossas observações do ALMA foram obtidas em uma resolução tão requintada que pudemos identificar claramente que o disco está associado ao planeta e podemos limitar seu tamanho pela primeira vez, " Ela adiciona.
O disco em questão, chamado de disco circunplanetário, circunda o exoplaneta PDS 70c, um de dois gigantes, Planetas semelhantes a Júpiter orbitando uma estrela a quase 400 anos-luz de distância. Os astrônomos haviam encontrado indícios de um disco "em formação de lua" em torno deste exoplaneta antes, mas, uma vez que eles não podiam distinguir claramente o disco de seu ambiente circundante, eles não puderam confirmar sua detecção - até agora.
Além disso, com a ajuda do ALMA, Benisty e sua equipe descobriram que o disco tem aproximadamente o mesmo diâmetro que a distância do nosso Sol à Terra e massa suficiente para formar até três satélites do tamanho da Lua.
Mas os resultados não são apenas essenciais para descobrir como as luas surgem. "Essas novas observações também são extremamente importantes para provar teorias de formação de planetas que não puderam ser testadas até agora, "diz Jaehan Bae, um pesquisador do Laboratório da Terra e Planetas do Carnegie Institution for Science, NÓS., e autor do estudo.
Os planetas se formam em discos empoeirados em torno de estrelas jovens, esculpindo cavidades à medida que engolem material desse disco circunstelar para crescer. Nesse processo, um planeta pode adquirir seu próprio disco circunplanetário, o que contribui para o crescimento do planeta, regulando a quantidade de material que cai sobre ele. Ao mesmo tempo, o gás e a poeira no disco circunplanetário podem se juntar em corpos progressivamente maiores por meio de múltiplas colisões, em última análise, levando ao nascimento de luas.
Mas os astrônomos ainda não entendem completamente os detalhes desses processos. "Resumidamente, ainda não está claro quando, Onde, e como os planetas e luas se formam, "explica o ESO Research Fellow Stefano Facchini, também envolvidos na pesquisa.
"Mais de 4000 exoplanetas foram encontrados até agora, mas todos eles foram detectados em sistemas maduros. PDS 70b e PDS 70c, que formam um sistema que lembra o par Júpiter-Saturno, são os únicos dois exoplanetas detectados até agora que ainda estão em processo de formação, "explica Miriam Keppler, pesquisador do Instituto Max Planck de Astronomia na Alemanha e um dos co-autores do estudo.
“Este sistema, portanto, nos oferece uma oportunidade única de observar e estudar os processos de formação de planetas e satélites, "Facchini acrescenta.
PDS 70b e PDS 70c, os dois planetas que compõem o sistema, foram descobertos pela primeira vez usando o Very Large Telescope (VLT) do ESO em 2018 e 2019, respectivamente, e sua natureza única significa que eles foram observados com outros telescópios e instrumentos muitas vezes desde então.
As últimas observações de alta resolução do ALMA permitiram aos astrônomos obter mais informações sobre o sistema. Além de confirmar a detecção do disco circunplanetário em torno do PDS 70c e estudar seu tamanho e massa, eles descobriram que o PDS 70b não mostra evidências claras de tal disco, indicando que estava sem material de poeira de seu ambiente de nascimento pelo PDS 70c.
Uma compreensão ainda mais profunda do sistema planetário será alcançada com o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, atualmente em construção no Cerro Armazones, no deserto chileno de Atacama. “O ELT será fundamental para esta pesquisa, uma vez que, com sua resolução muito maior, poderemos mapear o sistema detalhadamente, "diz o co-autor Richard Teague, pesquisadora do Center for Astrophysics | Harvard e Smithsonian, EUA. Em particular, usando o termovisor e espectrógrafo de infravermelho médio ELT (METIS), a equipe poderá observar os movimentos do gás em torno do PDS 70c para obter uma imagem 3D completa do sistema.
Esta pesquisa foi apresentada no artigo "A Circumplanetary Disk Around PDS 70c" para aparecer em The Astrophysical Journal Letters .
