Exoplanetas bebês cavam fendas em seu berçário

Por , em 24.12.2016

HD 163296 é uma estrela muito jovem a cerca de 400 anos-luz da Terra. Por jovem, queremos dizer que tem “apenas” 4 milhões de anos de idade. Em comparação, o sol é mil vezes mais velho que isso.

Logo, os astrônomos pularam na oportunidade de observá-la, dado que era a chance perfeita de ver como as estrelas se formam. E não apenas estrelas, mas também planetas.

Os cientistas sabem há um tempo que HD 163296 tem um disco empoeirado em torno dela, exatamente o tipo de coisa da qual esperamos que os planetas se formem.

Agora, novas visualizações nos deram evidências bastante convincentes de que esta estrela novinha tem pelo menos dois exoplanetas bebês a orbitando.

ALMA

A imagem acima revela o disco em torno de HD 163296 conforme observado pelo telescópio ALMA, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.

O ALMA vê “cores” bem além do que nossos olhos podem, comprimentos de onda mais longos do que o infravermelho.

Poeira quente em torno de uma estrela emite esse tipo de luz, e a imagem mostra exatamente isso. É possível ver que o pó espacial não forma apenas em um disco, mas um conjunto de anéis em torno da estrela.

Usando a física e a matemática, os pesquisadores podem prever que a formação de planetas esculpe lacunas como essas no disco, com a gravidade desenhando os arredores dos mundos conforme eles crescem.

A dúvida

Mas há um problema: há outros processos no próprio disco que podem causar lacunas, e que não necessariamente significam que estamos diante do nascimento de exoplanetas.

Por exemplo, o material mais próximo da estrela orbita mais rápido que o material mais distante. Isso pode causar turbulência no disco, complicada ainda mais pela presença de um campo magnético.

Cálculos matemáticos complexos determinaram que, a uma certa distância, a turbulência causaria a formação de uma lacuna parecida com a esculpida por planetas. Como saber a diferença?

O ALMA pode ver diferentes comprimentos de onda de luz milimétrica (pense neles como cores diferentes), o que é crítico para fazermos a diferenciação: a poeira emite um comprimento de onda, e o gás como o monóxido de carbono (que sabemos que está presente no disco também) emite outro. Um planeta bebê vai sugar todo o material em torno dele, gás e poeira. Já a turbulência no disco afeta apenas a poeira, mas não o gás.

A poeira é laranja e o gás azul

Confirmado: são exoplaneta filhotes

O ALMA observou tanto o gás quanto a poeira em torno de HD 163296, e os dados mostram que as duas lacunas exteriores estão vazias de ambos, mas a interna ainda tem gás.

Isso significa que as duas lacunas externas foram de fato criadas por planetas, provavelmente ambos da mesma massa que Saturno, enquanto a lacuna mais interna é provavelmente devida à física do próprio disco.

Juntas, essas observações do ALMA nos dão ainda mais informações sobre o tamanho, a forma e a espessura da poeira no disco, como é distribuída e até mesmo o tamanho dos seus grãos (grãos de diferentes tamanhos espalham a luz das estrelas de forma diferente, e podem ser medidos nessas imagens). É o milagre da ciência. [Slate]

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