1229: Cientistas, à caça de fósseis da formação planetária, revelam excentricidades inesperadas em disco de detritos próximo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Ao estudar pela primeira vez HD 53143 – uma estrela semelhante ao Sol com cerca de mil milhões de anos – em comprimentos de onda milimétricos, os cientistas descobriram que o disco de detritos da estrela é altamente excêntrico. Ao contrário dos discos de detritos em forma de anel, em que a estrela se situa no centro, HD 53143 está localizada num foco de um disco em forma elíptica e é mostrado como o ponto não resolvido abaixo e à esquerda do centro. Os cientistas pensam que um segundo ponto não resolvido no norte desta imagem é um planeta que está a perturbar e a moldar o disco de detritos.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. MacGregor (U. Colorado, Boulder); S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), os astrónomos fotografaram pela primeira vez o disco de detritos da estrela vizinha HD 53143 em comprimentos de onda milimétricos, e não se parece nada com o que esperavam.

Com base em dados iniciais coronográficos, os cientistas esperavam que o ALMA confirmasse o disco de detritos como um anel visto de face, salpicado por amontoados de poeira. Em vez disso, as observações tomaram um rumo surpreendente, revelando o disco de detritos mais complicado e excêntrico observado.

As observações foram apresentadas numa conferência de imprensa na 240.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. Serão publicadas numa próxima edição da revista The Astrophysical Journal Letters.

HD 53143 – uma estrela semelhante ao Sol com cerca de mil milhões de anos, localizada a 59,8 anos-luz da Terra na direcção da constelação de Carina – foi observada pela primeira vez em 2006 com o instrumento ACS (Advanced Camera for Surveys) do Telescópio Espacial Hubble.

À sua volta também existe um disco de detritos – uma cintura de cometas que orbita uma estrela colidindo constantemente e “moendo” em poeira mais pequena e detritos – que os cientistas pensavam anteriormente ser um anel visto de face semelhante ao disco de detritos que rodeia o nosso Sol, mais vulgarmente conhecido como Cintura de Kuiper.

As novas observações ALMA de HD 53143, utilizando os seus receptores altamente sensíveis de Banda 6, revelaram que o disco de detritos do sistema estelar é altamente excêntrico. Em discos de detritos com a forma de anel, a estrela está tipicamente localizada no centro do disco ou perto dele. Mas em discos excêntricos, de forma elíptica, a estrela reside num dos focos da elipse, distante do centro do disco.

É o caso de HD 53143, que não tinha sido observada em estudos coronográficos anteriores, porque os coronógrafos bloqueiam propositadamente a luz de uma estrela para ver mais claramente os objectos próximos. O sistema estelar também pode estar a abrigar um segundo disco e pelo menos um planeta.

“Até agora, os cientistas nunca tinham visto um disco de detritos com uma estrutura tão complicada. Para além de ser uma elipse com uma estrela num foco, também tem provavelmente um segundo disco interior desalinhado ou inclinado em relação ao disco exterior,” disse Meredith MacGregor, professora assistente no CASA (Center for Astrophysics and Space Astronomy) e Departamento de Astrofísica e Ciências Planetárias da Universidade do Colorado, Boulder, autora principal do estudo. “A fim de produzir esta estrutura, deve haver um planeta ou planetas no sistema que estejam a perturbar gravitacionalmente o material no disco.”

Este nível de excentricidade, disse MacGregor, torna HD 53143 o disco de detritos mais excêntrico observado até à data, sendo duas vezes mais excêntrico do que o disco de Fomalhaut, que MacGregor fotografou completamente em comprimentos de onda milimétricos usando o ALMA em 2017.

“Até agora, não encontrámos muitos discos com uma excentricidade significativa. Em geral, não esperamos que os discos sejam muito excêntricos, a menos que algo, como um planeta, os esteja a esculpir e a forçar com que sejam excêntricos. Sem essa força, as órbitas tendem a tornar-se circulares, como vemos no nosso Sistema Solar.”

MacGregor salienta que os discos de detritos não são apenas colecções de poeira e rochas no espaço. São um registo histórico da formação planetária e de como os sistemas planetários evoluem. E fornecem uma espreitadela ao seu futuro. “Não podemos estudar directamente a formação da Terra e do Sistema Solar, mas podemos estudar outros sistemas que parecem semelhantes ao nosso.

É um pouco como olhar para trás no tempo”, disse. “Os discos de detritos são o registo fóssil da formação planetária e este novo resultado é a confirmação de que há muito mais a aprender com estes sistemas e de que o conhecimento pode proporcionar um vislumbre da complicada dinâmica dos jovens sistemas estelares semelhantes ao nosso Sistema Solar.”

O Dr. Joe Pesce, oficial do programa ALMA na NSF, acrescentou: “Estamos a encontrar planetas para onde quer que olhemos e estes resultados fabulosos do ALMA estão a mostrar-nos como se formam – tanto os que estão à volta de outras estrelas como no nosso próprio Sistema Solar. Esta investigação demonstra como a astronomia funciona e como se faz progresso, informando não só o que sabemos sobre o campo, mas também sobre nós próprios.”

Astronomia On-line
17 de Junho de 2022