Os astrônomos concordam que os planetas nascem em discos protoplanetários – anéis de poeira e gás que cercam estrelas jovens e recém-nascidas. Embora centenas desses discos tenham sido vistos em todo o universo, as observações do nascimento e formação planetária reais provaram ser difíceis nesses ambientes.
Agora, astrônomos do Centro de Astrofísica | Harvard &Smithsonian desenvolveram uma nova maneira de detectar esses planetas recém-nascidos indescritíveis - e com ela, a evidência de um pequeno planeta semelhante a Netuno ou Saturno à espreita em um disco. Os resultados são descritos hoje em The Astrophysical Journal Letters .

“A detecção direta de planetas jovens é muito desafiador e até agora só foi bem-sucedido em um ou dois casos”, diz Feng Long, pós-doutorando do Centro de Astrofísica que liderou o novo estudo. "Os planetas são sempre muito fracos para serem vistos porque estão embutidos em espessas camadas de gás e poeira."

Os cientistas devem procurar pistas para inferir que um planeta está se desenvolvendo sob a poeira.

“Nos últimos anos, vimos muitas estruturas surgirem em discos que pensamos serem causadas pela presença de um planeta, mas também podem ser causadas por outra coisa”, diz Long. "Precisamos de novas técnicas para observar e apoiar a existência de um planeta."

Para seu estudo, Long decidiu reexaminar um disco protoplanetário conhecido como LkCa 15. Localizado a 518 anos-luz de distância, o disco fica na constelação de Touro no céu. Os cientistas relataram anteriormente evidências de formação de planetas no disco usando observações com o Observatório ALMA.

Long mergulhou em novos dados ALMA de alta resolução no LkCa 15, obtidos principalmente em 2019, e descobriu dois recursos fracos que não haviam sido detectados anteriormente.

A cerca de 42 unidades astronômicas da estrela – ou 42 vezes a distância que a Terra está do Sol – Long descobriu um anel empoeirado com dois grupos separados e brilhantes de material orbitando dentro dele. O material tomou a forma de um pequeno aglomerado e um arco maior, e foram separados por 120 graus.

Long examinou o cenário com modelos de computador para descobrir o que estava causando o acúmulo de material e descobriu que seu tamanho e localização correspondiam ao modelo para a presença de um planeta.

"Este arco e aglomerado estão separados por cerca de 120 graus", diz ela. "Esse grau de separação não acontece simplesmente - é importante matematicamente."

Pontos longos para posições no espaço conhecidas como pontos de Lagrange, onde dois corpos em movimento - como uma estrela e um planeta em órbita - produzem regiões aprimoradas de atração ao seu redor, onde a matéria pode se acumular.

“Estamos vendo que este material não está apenas flutuando livremente, é estável e tem uma preferência de localização com base na física e nos objetos envolvidos”, explica Long.

Neste caso, o arco e o aglomerado de material Long detectado estão localizados no L₄ e L₅ Pontos de Lagrange. Escondido a 60 graus entre eles está um pequeno planeta causando o acúmulo de poeira nos pontos L₄ e L₅ .

Os resultados mostram que o planeta é aproximadamente do tamanho de Netuno ou Saturno, e cerca de um a três milhões de anos. (Isso é relativamente jovem quando se trata de planetas.)

A imagem direta do pequeno planeta recém-nascido pode não ser possível em breve devido a restrições tecnológicas, mas Long acredita que outras observações do ALMA de LkCa 15 podem fornecer evidências adicionais que apoiam sua descoberta planetária.

Ela também espera que sua nova abordagem para detectar planetas - com material acumulado preferencialmente em pontos de Lagrange - seja utilizada no futuro pelos astrônomos.

"Espero que este método possa ser amplamente adotado no futuro", diz ela. "A única ressalva é que isso requer dados muito profundos, pois o sinal é fraco." + Explorar mais

Primeira detecção de gás em um disco circumplanetário