Os investigadores encontraram vapor de água no disco em torno de uma estrela jovem, exactamente onde os planetas podem estar a formar-se. A água é um ingrediente chave para a vida na Terra e também se pensa que desempenha um papel significativo na formação do planeta, mas até agora, os astrónomos nunca foram capazes de mapear como a água é distribuída num disco frio e estável – o tipo de disco que oferece as condições mais favoráveis ​​para a formação de planetas em torno de estrelas.



Pela primeira vez, os astrónomos pesaram a quantidade de vapor de água em torno de uma estrela típica em formação de planetas.

As novas descobertas foram possíveis graças ao Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – uma coleção de telescópios no deserto chileno do Atacama. O Jodrell Bank Centre for Astrophysics da Universidade de Manchester acolhe o UK ALMA Regional Centre Node (UK ARC).

Anita Richards, pesquisadora visitante sênior da Universidade de Manchester e anteriormente membro do ARC do Reino Unido, desempenhou um papel fundamental no grupo que verificou a operação do sistema receptor da "Banda 5", que foi essencial para o ALMA produzir o detalhado imagem da água.

Richards disse:"Medir diretamente a quantidade de vapor de água onde os planetas estão se formando nos leva um passo mais perto de entender como seria fácil criar mundos com oceanos - quanta água está ligada às rochas aglomeradas, ou é principalmente adicionada mais tarde, para um planeta quase totalmente formado? Este tipo de observação necessita das condições mais secas possíveis e só poderia ser feita com tanto detalhe utilizando a rede ALMA no Chile."

As observações, publicadas hoje na revista Nature Astronomy, revelam pelo menos três vezes mais água do que em todos os oceanos da Terra no disco interno da jovem estrela semelhante ao Sol HL Tauri, localizada a 450 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Touro.

Stefano Facchini, astrônomo da Universidade de Milão, Itália, que liderou o estudo, disse:“Nunca imaginei que poderíamos capturar uma imagem de oceanos de vapor d'água na mesma região onde um planeta provavelmente está se formando”.

O co-autor Leonardo Testi, astrônomo da Universidade de Bolonha, Itália, acrescentou:“É realmente notável que possamos não apenas detectar, mas também capturar imagens detalhadas e resolver espacialmente o vapor de água a uma distância de 450 anos-luz de nós. "

Estas observações com o ALMA, que mostram detalhes tão pequenos como um fio de cabelo humano a um quilómetro de distância, permitem aos astrónomos determinar a distribuição da água em diferentes regiões do disco.

Uma quantidade significativa de água foi encontrada na região onde existe uma lacuna conhecida no disco HL Tauri – um local onde um planeta poderia estar potencialmente se formando. Lacunas radiais são criadas em discos ricos em gás e poeira, orbitando corpos jovens semelhantes a planetas à medida que reúnem material e crescem. Isto sugere que este vapor de água pode afetar a composição química dos planetas que se formam nessas regiões.

Mas observar a água com um telescópio terrestre não é tarefa fácil, já que o abundante vapor de água na atmosfera da Terra degrada os sinais astronômicos.

O ALMA, operado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO), juntamente com os seus parceiros internacionais, situa-se a cerca de 5.000 metros de altitude e foi construído num ambiente alto e seco especificamente para minimizar esta degradação, proporcionando condições de observação excepcionais. Até à data, o ALMA é a única instalação capaz de mapear a distribuição de água num disco frio de formação planetária.

Os grãos de poeira que constituem um disco são as sementes da formação planetária, colidindo e aglomerando-se em corpos cada vez maiores que orbitam a estrela. Os astrónomos acreditam que onde está frio o suficiente para que a água congele nas partículas de poeira, as coisas unem-se de forma mais eficiente – um local ideal para a formação de planetas.

Os membros do ARC do Reino Unido estão a contribuir para uma grande atualização do ALMA, que, com a entrada em funcionamento do Extremely Large Telescope (ELT) do ESO ainda dentro de uma década, proporcionará imagens ainda mais claras da formação planetária e do papel que a água desempenha nele. Em particular, o METIS, o instrumento de imagem e espectrógrafo de infravermelho médio do ELT, proporcionará aos astrónomos vistas incomparáveis ​​das regiões interiores dos discos de formação planetária, onde planetas como a Terra se formam.

Mais informações: Observações ALMA resolvidas de água nas unidades astronômicas internas do disco HL Tau, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02207-w
Informações do diário: Astronomia da Natureza

Fornecido pela Universidade de Manchester