"Ooompah, loompah, ferrugem por ferrugem ... O ALMA encontra cometas escondidos no pó." De acordo com muitos estudos realizados nos últimos anos, os astrônomos sabem que os planetas parecem estar em toda parte ao redor das estrelas. Agora, graças a um doce telescópio, o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), a ciência deu um grande passo em frente ao entender como grãos de poeira minúsculos em um disco protoplanetário podem um dia evoluir para um formato maior.
Um pouco menos de 400 anos-luz da Terra é um sistema solar jovem catalogado como Oph IRS 48. Em imagens tiradas de seus perímetros externos, os astrônomos pegaram uma pista vital em suas massas de poeira - uma região em forma de crescente denominada “ armadilha de poeira ”. Os pesquisadores acham que essa área pode ser um casulo protetor que permite a formação de formações rochosas. Por que essa região é importante? É o fator de esmagamento. Quando os astrônomos tentam modelar poeira para formações rochosas, eles descobriram que as partículas se autodestruem ... colidindo umas com as outras ou sendo atraídas para a estrela central. Para que eles progridam além de um determinado tamanho, eles simplesmente precisam ter uma área de proteção para permitir que cresçam.
"Existe um grande obstáculo na longa cadeia de eventos que leva de pequenos grãos de poeira a objetos do tamanho de planetas", disse Til Birnstiel, pesquisador do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian em Cambridge, Massachusetts, e co-autor de o artigo publicado na revista Science. “Nos modelos computacionais de formação de planetas, os grãos de poeira devem crescer de tamanhos submicrônicos a objetos até dez vezes a massa da Terra em apenas alguns milhões de anos. Mas uma vez que as partículas crescem o suficiente, elas começam a ganhar velocidade e colidem, enviando-as de volta à estaca zero ou lentamente flutuando para dentro, impedindo um crescimento maior. ”
Então, onde um planeta recém-nascido, cometa ou asteróide pode se esconder? Nienke van der Marel, uma aluna de doutorado no Observatório de Leiden, na Holanda, e principal autora do artigo, estava usando o ALMA junto com seus colegas de trabalho para dar uma olhada no Oph IRS 48 e descobriu um toro de gás com uma central. orifício. Essa ausência de partículas de poeira foi muito diferente dos resultados anteriores obtidos no Very Large Telescope do ESO.
"No início, a forma do pó na imagem foi uma surpresa completa para nós", diz van der Marel. “Em vez do anel que esperávamos ver, encontramos uma forma muito clara de castanha de caju! Tivemos que nos convencer de que esse recurso era real, mas o forte sinal e a nitidez das observações do ALMA não deixaram dúvidas sobre a estrutura. Então percebemos o que havíamos encontrado.
Uma surpresa? Pode apostar. O que a equipe descobriu foi uma região onde grandes grãos de poeira continuavam em cativeiro e podiam continuar a ganhar massa à medida que mais e mais grãos colidiam e se fundiam. Aqui estava a “armadilha de poeira” que os teóricos previram.
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Então, o que faz as pazes? Para manter os grãos de poeira unidos e em formação, é necessário um vórtice - uma área de alta pressão para protegê-los. Para formar esse vórtice, é necessário que haja um grande objeto presente, uma estrela companheira ou um gigante gasoso. Como um barco arrastando-se pelas águas cheias de algas, o objeto secundário no disco planetário abriria um caminho, produzindo os redemoinhos e vórtices críticos necessários para criar a armadilha de poeira. Embora estudos anteriores com Oph IRS 48 tenham descoberto um anel rígido de gás monóxido de carbono combinado com poeira, não houve “armadilha” observada. No entanto, isso não significa que a observação foi negativa. Os astrônomos também descobriram uma lacuna entre as partes interna e externa do sistema solar - uma pista da presença do corpo grande necessário.
As condições eram adequadas para uma possível armadilha de poeira. Digite ALMA. Agora, os pesquisadores conseguiram ver o gás e os grãos de poeira maiores ao mesmo tempo. Essas novas observações levaram a uma descoberta que nenhum outro telescópio ainda havia revelado ... uma protuberância desigual na parte externa do disco.
Como van der Marel explica: “É provável que estejamos olhando para uma espécie de fábrica de cometas, pois as condições são adequadas para que as partículas cresçam de milímetro a tamanho de cometa. Não é provável que a poeira forme planetas de tamanho completo a essa distância da estrela. Porém, em um futuro próximo, o ALMA poderá observar armadilhas de poeira mais próximas de suas estrelas-mãe, onde os mesmos mecanismos estão funcionando. Essas armadilhas para poeira seriam realmente os berços para os planetas recém-nascidos. ”
À medida que partículas maiores migram para áreas de pressão mais alta, a armadilha de poeira toma forma. Para validar suas descobertas, os pesquisadores empregaram modelagem computacional para mostrar que uma região de alta pressão poderia surgir do movimento do gás nas bordas da abertura. Combina com a observação do disco Oph IRS 48.
“A combinação do trabalho de modelagem e as observações de alta qualidade do ALMA tornam este projeto único”, diz Cornelis Dullemond, do Instituto de Astrofísica Teórica de Heidelberg, Alemanha, especialista em evolução de poeira e modelagem de discos, e membro da equipe . "Na época em que essas observações foram obtidas, estávamos trabalhando em modelos que previam exatamente esse tipo de estrutura: uma coincidência muito sortuda".
"Essa estrutura que vemos com o ALMA pode ser reduzida para representar o que pode estar acontecendo no sistema solar interno, onde mais planetas rochosos semelhantes à Terra se formariam", disse Birnstiel. "No entanto, no caso dessas observações, podemos estar vendo algo análogo à formação do Cinturão de Kuiper ou da Nuvem de Oort do Sol, a região do nosso sistema solar onde se acredita que os cometas se originem".
Como a fábrica dos sonhos de nossa infância, o ALMA ainda está em construção. Essas observações exclusivas foram feitas com os receptores ALMA Band 9 - instrumentação fabricada na Europa que permite ao ALMA fornecer suas imagens mais nítidas e detalhadas até o momento.
"Essas observações mostram que o ALMA é capaz de fornecer ciência transformacional, mesmo com menos da metade de toda a matriz em uso", diz Ewine van Dishoeck, do Observatório de Leiden, que tem sido um dos principais colaboradores do projeto ALMA por mais de 20 anos. . "O salto incrível na sensibilidade e nitidez da imagem na Banda 9 nos dá a oportunidade de estudar aspectos básicos da formação do planeta de maneiras que simplesmente não eram possíveis antes".
Fonte da história original: Comunicado de imprensa do ESO. Para mais informações: NRAO News Release.
