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Usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrônomos detectaram água gasosa no disco de formação de planetas em torno da estrela V883 Orionis. Essa água carrega uma assinatura química que explica a jornada da água das nuvens de gás formadoras de estrelas para os planetas e apóia a ideia de que a água na Terra é ainda mais velha que o nosso Sol.
“ Agora podemos traçar as origens da água em nosso Sistema Solar até antes da formação do Sol ”, diz John J. Tobin, astrônomo do National Radio Astronomy Observatory, EUA e principal autor do estudo publicado hoje na Nature.
Esta descoberta foi feita através do estudo da composição da água em V883 Orionis, um disco de formação de planetas a cerca de 1300 anos-luz de distância da Terra. Quando uma nuvem de gás e poeira colapsa, ela forma uma estrela em seu centro. Ao redor da estrela, o material da nuvem também forma um disco. Ao longo de alguns milhões de anos, a matéria no disco se aglomera para formar cometas, asteróides e, eventualmente, planetas. Tobin e sua equipe usaram o ALMA , do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é parceiro, para medir as assinaturas químicas da água e seu caminho desde a nuvem de formação estelar até os planetas.
A água geralmente consiste em um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio. A equipe de Tobin estudou uma versão ligeiramente mais pesada da água, onde um dos átomos de hidrogênio é substituído por deutério – um isótopo pesado do hidrogênio. Como a água simples e a pesada se formam sob condições diferentes, sua proporção pode ser usada para rastrear quando e onde a água foi formada. Por exemplo, essa proporção em alguns cometas do Sistema Solar mostrou ser semelhante à da água na Terra, sugerindo que os cometas podem ter levado água para a Terra.
A jornada da água das nuvens para as estrelas jovens e, posteriormente, dos cometas para os planetas já havia sido observada, mas até agora a ligação entre as estrelas jovens e os cometas estava ausente. “ O V883 Orionis é o elo que faltava neste caso ”, diz Tobin. “ A composição da água no disco é muito semelhante à dos cometas do nosso próprio Sistema Solar. Esta é a confirmação da ideia de que a água nos sistemas planetários se formou há bilhões de anos, antes do Sol, no espaço interestelar, e foi herdada tanto pelos cometas quanto pela Terra, relativamente inalterada. ”
Mas observar a água acabou sendo complicado. “ A maior parte da água nos discos de formação de planetas está congelada como gelo, por isso geralmente está escondida de nossa vista ”, diz a coautora Margot Leemker, estudante de doutorado no Observatório de Leiden, na Holanda. A água gasosa pode ser detectada graças à radiação emitida pelas moléculas à medida que giram e vibram, mas isso é mais complicado quando a água está congelada, onde o movimento das moléculas é mais restrito. A água gasosa pode ser encontrada no centro dos discos, perto da estrela, onde é mais quente. No entanto, essas regiões próximas estão escondidas pelo próprio disco de poeira e também são muito pequenas para serem visualizadas com nossos telescópios.
Felizmente, o disco V883 Orionis foi mostrado em um estudo recente como excepcionalmente quente. Uma explosão dramática de energia da estrela aquece o disco, “ até uma temperatura em que a água não está mais na forma de gelo, mas de gás, permitindo-nos detectá-la ”, diz Tobin.
A equipe usou o ALMA, um conjunto de radiotelescópios no norte do Chile, para observar a água gasosa em V883 Orionis. Graças à sua sensibilidade e capacidade de discernir pequenos detalhes, eles conseguiram detectar a água e determinar sua composição, bem como mapear sua distribuição dentro do disco. A partir das observações, eles descobriram que este disco contém pelo menos 1.200 vezes a quantidade de água em todos os oceanos da Terra.
No futuro, eles esperam usar o Extremely Large Telescope do ESO e seu instrumento de primeira geração, o METIS . Este instrumento de infravermelho médio será capaz de resolver a fase gasosa da água nesses tipos de discos, fortalecendo a ligação do caminho da água desde as nuvens formadoras de estrelas até os sistemas solares. ” Isso nos dará uma visão muito mais completa do gelo e do gás nos discos de formação de planetas “, conclui Leemker.
FONTES:
https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2302/eso2302a.pdf
https://www.eso.org/public/news/eso2302/
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