Numa série de estudos, uma equipa de astrónomos lançou uma nova luz sobre o fascinante e complexo processo de formação planetária. As imagens impressionantes, obtidas com o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul (VLT do ESO), no Chile, representam um dos maiores levantamentos alguma vez realizados de discos de formação planetária. A investigação reúne observações de mais de 80 estrelas jovens que podem ter planetas em formação à sua volta, fornecendo aos astrónomos uma riqueza de dados e informações únicas sobre como os planetas surgem em diferentes regiões da nossa galáxia.



"Esta é realmente uma mudança no nosso campo de estudo", diz Christian Ginski, professor da Universidade de Galway, na Irlanda, e autor principal de um dos três novos artigos publicados na Astronomy &Astrophysics. . "Passámos do intenso estudo de sistemas estelares individuais para esta enorme visão geral de regiões inteiras de formação estelar."

Até à data, mais de 5.000 planetas foram descobertos orbitando outras estrelas além do Sol, muitas vezes dentro de sistemas marcadamente diferentes do nosso próprio sistema solar. Para compreender onde e como surge esta diversidade, os astrónomos devem observar os discos ricos em poeira e gás que envolvem estrelas jovens – os verdadeiros berços da formação planetária. Estes são melhor encontrados em enormes nuvens de gás onde as próprias estrelas estão se formando.

Tal como os sistemas planetários maduros, as novas imagens mostram a extraordinária diversidade de discos de formação planetária. “Alguns destes discos mostram enormes braços espirais, presumivelmente impulsionados pelo intrincado balé dos planetas em órbita,” diz Ginski.

“Outros mostram anéis e grandes cavidades escavadas pela formação de planetas, enquanto outros parecem suaves e quase adormecidos no meio de toda esta agitação”, acrescenta Antonio Garufi, astrónomo do Observatório Astrofísico de Arcetri, Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF). e autor principal de um dos artigos.

A equipe estudou um total de 86 estrelas em três diferentes regiões de formação estelar da nossa galáxia:Taurus e Chamaeleon I, ambas a cerca de 600 anos-luz da Terra, e Orion, uma nuvem rica em gás a cerca de 1.600 anos-luz de nós que está conhecido por ser o berço de várias estrelas mais massivas que o sol. As observações foram recolhidas por uma grande equipa internacional, incluindo cientistas de mais de 10 países.

A equipe conseguiu coletar vários insights importantes do conjunto de dados. Por exemplo, em Orion descobriram que estrelas em grupos de duas ou mais eram menos propensas a ter grandes discos de formação planetária. Este é um resultado significativo, dado que, ao contrário do nosso Sol, a maioria das estrelas da nossa galáxia têm companheiras. Além disso, a aparência irregular dos discos nesta região sugere a possibilidade de planetas massivos embutidos neles, o que poderia estar fazendo com que os discos se deformassem e ficassem desalinhados.

Embora os discos de formação de planetas possam estender-se por distâncias centenas de vezes superiores à distância entre a Terra e o Sol, a sua localização a várias centenas de anos-luz de nós faz com que apareçam como pequenas alfinetadas no céu noturno. Para observar os discos, a equipa utilizou o sofisticado instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE), montado no VLT do ESO. O sistema óptico adaptativo extremo de última geração do SPHERE corrige os efeitos turbulentos da atmosfera da Terra, produzindo imagens nítidas dos discos. Isto significa que a equipa foi capaz de obter imagens de discos em torno de estrelas com massas tão baixas como metade da massa do Sol, que são normalmente demasiado ténues para a maioria dos outros instrumentos disponíveis atualmente.

Dados adicionais para o rastreio foram obtidos utilizando o instrumento X-shooter do VLT, que permitiu aos astrónomos determinar quão jovens e quão massivas são as estrelas. O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro, por outro lado, ajudou a equipa a compreender mais sobre a quantidade de poeira que rodeia algumas das estrelas.

À medida que a tecnologia avança, a equipa espera aprofundar-se ainda mais no coração dos sistemas formadores de planetas. O grande espelho de 39 metros do futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, por exemplo, permitirá à equipa estudar as regiões mais internas em torno de estrelas jovens, onde planetas rochosos como o nosso poderão estar a formar-se.

Por enquanto, estas imagens espetaculares fornecem aos investigadores um tesouro de dados para ajudar a desvendar os mistérios da formação planetária.

“É quase poético que os processos que marcam o início da jornada rumo à formação dos planetas e, em última análise, da vida no nosso próprio sistema solar sejam tão bonitos”, conclui Per-Gunnar Valegård, estudante de doutoramento na Universidade de Amesterdão, nos Países Baixos. que liderou o estudo Orion. Valegård, que também é professor a tempo parcial na Escola Internacional Hilversum, na Holanda, espera que as imagens inspirem os seus alunos a tornarem-se cientistas no futuro.

Esta pesquisa foi apresentada em três artigos publicados na revista Astronomy &Astrophysics . Os dados apresentados foram recolhidos no âmbito do programa de tempo garantido do consórcio SPHERE, bem como do grande programa DESTINYS (estudo de evolução de disco através de imagens de estrelas jovens próximas).

Mais informações: C. Ginski et al, A visão SPHERE da região de formação estelar Chamaeleon I. O censo completo dos discos de formação de planetas com os programas GTO e DESTINYS, Astronomia e Astrofísica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202244005
A. Garufi et al, A visão SPHERE da região de formação estelar de Taurus. O censo completo dos discos de formação de planetas com os programas GTO e DESTINYS, Astronomia e Astrofísica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202347586

P.-G. Valegard et al, Estudo de evolução de disco através de imagens de estrelas jovens próximas (DESTINYS):A visão SPHERE da região de formação estelar de Orion, Astronomia e Astrofísica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202347452

Informações do diário: Astronomia e Astrofísica

Fornecido por ESO