Astrônomos utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para estudar o disco protoplanetário ao redor de uma estrela jovem e encontraram evidências químicas convincentes até então jamais vistas sobre a formação de protoplanetas. Essa descoberta proporcionará aos astrônomos um método alternativo para detectar e caracterizar protoplanetas quando observações diretas ou imagens não forem possíveis. Os resultados serão publicados em uma próxima edição do The Astrophysical Journal Letters.
HD 169142 é uma estrela jovem localizada na constelação de Sagitário e desperta grande interesse entre os astrônomos devido à presença de seu amplo disco circunstelar rico em poeira e gás, que é visualizado quase de frente. Vários candidatos a protoplanetas foram identificados ao longo da última década e, no início deste ano, cientistas da Universidade de Liège e da Universidade Monash confirmaram que um desses candidatos, o HD 169142 b, é, de fato, um gigante protoplaneta similar a Júpiter. As descobertas reveladas em uma nova análise de dados arquivados do ALMA podem tornar mais fácil para os cientistas detectarem, confirmarem e, por fim, caracterizarem protoplanetas em formação ao redor de estrelas jovens.
“Quando olhamos para o HD 169142 e seu disco em comprimentos de onda submilimétricos, identificamos várias assinaturas químicas convincentes deste protoplaneta gasoso gigante recentemente confirmado”, afirmou Charles Law, astrônomo do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian e autor principal do novo estudo. “Agora temos a confirmação de que podemos usar assinaturas químicas para descobrir que tipos de planetas podem estar se formando nos discos ao redor de estrelas jovens”.
A equipe concentrou-se no sistema HD 169142 porque acreditava que a presença do gigante protoplaneta HD 169142 b provavelmente seria acompanhada por assinaturas químicas detectáveis, e estavam corretos. A equipe de Law detectou monóxido de carbono (12CO e seu isótopo 13CO) e monóxido de enxofre (SO), que já haviam sido detectados anteriormente e se acreditava estarem associados a protoplanetas em outros discos. No entanto, pela primeira vez, a equipe também detectou monossulfeto de silício (SiS). Isso foi uma surpresa, pois, para que a emissão de SiS fosse detectável pelo ALMA, silicatos devem ser liberados de grãos de poeira próximos em ondas de choque massivas causadas pelo deslocamento de gás em altas velocidades, um comportamento geralmente resultante de ejeções impulsionadas por gigantes protoplanetas. “SiS foi uma molécula que nunca tínhamos visto antes em um disco protoplanetário, muito menos nas proximidades de um protoplaneta gigante”, disse Law. “A detecção da emissão de SiS chamou a nossa atenção, pois isso significa que esse protoplaneta deve estar produzindo ondas de choque poderosas no gás circundante”.
Com essa nova abordagem química para detectar protoplanetas jovens, os cientistas podem estar abrindo uma nova janela para o Universo e aprofundando seu entendimento sobre exoplanetas. Os protoplanetas, especialmente aqueles que ainda estão embutidos em seus discos circunstelares parentais, como no sistema HD 169142, fornecem uma conexão direta com a população conhecida de exoplanetas. “Existe uma enorme diversidade de exoplanetas e, ao usar assinaturas químicas observadas com o ALMA, isso nos dá uma nova maneira de entender como diferentes protoplanetas se desenvolvem ao longo do tempo e, em última instância, conectar suas propriedades às dos sistemas exoplanetários”, disse Law. “Além de fornecer uma nova ferramenta para a busca de planetas com o ALMA, essa descoberta abre muitas possibilidades na área da química, que nunca havíamos visto antes. À medida que continuamos a analisar mais discos ao redor de estrelas jovens, certamente encontraremos outras moléculas interessantes e inesperadas, assim como o SiS. Descobertas como essa implicam que estamos apenas arranhando a superfície da verdadeira diversidade química associada aos ambientes protoplanetários”.
O ALMA se mostra uma ferramenta valiosa para a caça de planetas. A pesquisa aprofunda o entendimento sobre protoplanetas e sistemas exoplanetários. O estudo destaca a diversidade dos exoplanetas. A exploração de mais discos ao redor de estrelas jovens levará a mais descobertas. A diversidade química associada aos ambientes protoplanetários está apenas começando a ser explorada. A descoberta do SiS implica a existência de muitas moléculas inesperadas.
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