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22 de fevereiro de 2024

JAmes Webb Revela Que Planetas Rochosos Podem Se Formar Em Ambientes Extremos

Uma equipe internacional de astrônomos usou o Telescópio Espacial James Webb da NASA para conseguir fazer as primeiras observações de água e de outras moléculas em uma região de formação de planetas rochosos interna altamente irradiada de um disco de formação de planetas em um dos ambientes mais extremos da nossa galáxia. Esses resultados sugerem que as condições para a formação de planetas terrestres pode ocorrer em uma grande variedade de ambientes, muito mais do que se pensava anteriormente.

Esses são os primeiros resultados do programa conhecido como eXtreme Ultraviolet Environments, ou XUE do Telescópio Espacial James Webb. Esse programa tem um foco na caracterização dos discos de formação de planetas, esses discos são castas nuvens de gás, poeira e pedaços de rocha em rotação onde os planetas se formam e se desenvolvem, esses discos estão presentes em estrelas que por sua vez estão localizadas em grandes regiões de formação de estrelas. O que os astrônomos querem é entender o ambiente onde tudo isso está se formando, ao entender esse ambiente e o impacto dele na formação dos planetas será possível ter uma boa ideia sobre a diversidade dos diferentes tipos de exoplanetas que podem existir.

O Programa XUE do James Webb mirou em um total de 15 discos em três áreas localizadas na Nebulosa da Lagosta, também conhecida como NGC 6357, uma grande nebulosa de emissão que está localizada a aproximadamente 5500 anos-luz de distância da Terra na constelação de Escorpião. A Nebulosa da Lagosta é uma das mais jovens, mais massiva e próxima região de formação de estrelas, na verdade é um complexo de formação de estrelas e essa região abriga algumas das estrelas mais massivas da nossa galáxia. As estrelas massivas são mais quentes e portanto emitem mais radiação ultravioleta. Isso pode dispersar o gás, fazendo com que vida de um disco de formação de planetas tenha somente poucos milhões de anos. Graças ao Telescópio Espacial James Webb, os astrônomos podem agora estudar esse efeito da radiação UV nas porções mais internas dos discos protoplanetários, regiões essas onde estão formando os planetas rochosos.

O James Webb é o único telescópio que tem a resolução espacial e a sensibilidade para estudar discos de formação de planetas em regiões massivas de formação de estrelas.

Os astrônomos usaram o James Webb para caracterizar as propriedades físicas e a composição química das regiões de formação de planetas rochosos dos discos na Nebulosa da Lagosta, usando o Medium Resolution Spectrometer do Mid-Infrared Instrument, o MIRI do James Webb. O primeiro resultado obtido pelos astrônomos mostra o que eles conseguiram para o disco protoplanetário chamado por eles de XUE 1, que está localizado em uma estrela que pertence ao aglomerado estelar conhecido como Pismis 24.

Somente o intervalo de comprimento de ondas do MIRI e a sua resolução espectral permitem que os astrônomos possam criar um verdadeiro inventário molecular sobre as condições físicas do gás quente e da poeira onde os planetas estão se formando.

Pelo fato do disco da XUE 1 pertencer a uma estrela que está localizada perto de algumas estrelas massivas da nebulosa NGC 6357, os astrônomos esperam que esse disco seja constantemente bombardeado com grandes quantidades de radiação ultravioleta durante toda a sua vida. Contudo, nesse ambiente extremo, os astrônomos conseguiram detectar uma variedade de moléculas que são consideradas os blocos fundamentais para a formação de planetas rochosos.

Os astrônomos descobriram que a porção interna do disco ao redor da estrela XUE 1é muito parecida com a de regiões de formação de estrelas próximas. Os astrônomos conseguiram detectar água e outras moléculas como monóxido de carbono, dióxido de carbono, acetileno entre outras. Contudo, a emissão encontrada foi mais fraca do que os modelos previam. Isso pode implicar que o disco tenha um raio externo reduzido.

Os astrônomos ficaram animados e surpresos pois essa é a primeira vez que essas moléculas foram detectadas nessas condições extremas. Eles também encontraram poeira cristalina de silicatos na superfície do disco. Essa poeira de silicato é a base fundamental para a criação de planetas rochosos.

Esses resultados representam boas notícias para formação de planetas rochosos, já que a equipe de cientistas encontrou que essas condições na parte interna do disco lembra as condições encontradas em discos bem estudados de regiões próximas de formação de estrelas, onde somente estrelas de pouca massa se formam. Isso sugere que os planetas rochosos podem se formar numa variedade de ambientes muito maior do que se pensava anteriormente.

A equipe de astrônomos notou que mais observações que serão realizadas pelo Programa XUE do James Webb são cruciais para estabelecer bem como são todas essas condições.

A XUE 1 mostra que as condições para formar planetas rochosos estão ali, o próximo passo é entender o quão comum elas são. Os astrônomos irão observar outros discos na mesma região para tentar determinar a frequência com as quais essas condições podem ser observadas.

Fonte:

https://www.nasa.gov/missions/webb/webb-study-reveals-rocky-planets-can-form-in-extreme-environments/

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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