HUBBLE DESCOBRE EVIDÊNCIAS DE FORMAÇÃO PLANETÁRIA MAIS LONGÍNQUA DE QUALQUER ESTRELA
18 de Junho de 2013
Astrónomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA descobriram evidências convincentes de um planeta formando-se a mais de 12 mil milhões de quilómetros da sua estrela, um achado que pode desafiar as teorias actuais sobre formação planetária.
Dos quase 900 planetas para lá do nosso Sistema Solar já confirmados até à data, este é o primeiro a ser encontrado a uma distância tão grande da sua estrela. O planeta suspeito orbita a pequena anã vermelha TW Hydrae, um popular alvo da astronomia localizado a 176 anos-luz da Terra na direcção da constelação de Hidra.
A visão apurada do Hubble detectou uma lacuna misteriosa num vasto disco protoplanetário de gás e poeira girando em torno de TW Hydrae. A lacuna tem mais de 3 mil milhões de quilómetros e o disco tem um diâmetro de mais ou menos 66 mil milhões de quilómetros. Este "buraco" existe provavelmente devido a um planeta invisível em crescimento que está a varrer gravitacionalmente material e esculpindo uma faixa no disco como um limpa-neves.
Estima-se que o planeta seja relativamente pequeno, entre 6 a 28 vezes mais massivo que a Terra. A sua grande órbita significa que está movendo-se lentamente na direcção da estrela. Se o planeta suspeito orbitasse o nosso Sol, estaria aproximadamente duas vezes mais longe que Plutão.
Os planetas formam-se ao longo de dezenas de milhões de anos. A acreção é lenta mas persistente à medida que um protoplaneta recolhe poeira, rochas e gás do disco protoplanetário. Um planeta a 12 mil milhões de quilómetros da sua estrela deve levar mais de 200 vezes mais tempo para se formar do que Júpiter (não mais do que 10 milhões de anos, de acordo com as estimativas actuais) à sua distância média de 778 milhões de quilómetros do Sol por causa da sua velocidade orbital muito mais lenta e da deficiência de material no disco.
De acordo com esta teoria, TW Hydrae tem apenas 8 milhões de anos, o que a torna numa estrela improvável para ter planetas. Não houve tempo suficiente para um planeta crescer através da lenta acumulação de detritos mais pequenos. Para complicar ainda mais a história, TW Hydrae tem apenas 55% da massa do Sol.
"É muito interessante ver um sistema como este," afirma John Debes do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado americano de Maryland, que liderou a equipa de pesquisa que identificou a lacuna. "Esta é a estrela de menor massa onde observámos uma lacuna tão distante da própria estrela."
Uma teoria de formação planetária alternativa sugere que uma parte do disco torna-se gravitacionalmente instável e colapsa sobre si própria. Neste cenário, um planeta pode formar-se mais rapidamente, em apenas alguns milhares de anos.
"Se nós conseguirmos realmente confirmar a existência de um planeta, podemos relacionar as suas características com medições das propriedades da lacuna," afirma Debes. "Isto poderia acrescentar às teorias de formação planetária, no que toca à sua distância."
O disco de TW Hydrae também carece de grandes grãos de poeira nas suas regiões exteriores. As observações do ALMA (Atacama Large Millimeter Array) no deserto do Atacama no norte do Chile, mostram que grãos de poeira mais ou menos do tamanho de grãos de areia não estão presentes para lá dos 8,8 mil milhões de quilómetros da estrela, pouco antes da lacuna.
"Normalmente, precisamos de pedras antes de termos um planeta. Por isso, se existe um planeta e não existe poeira maior que grãos de areias mais longe, isto é um grande desafio para os modelos de formação planetária tradicionais," acrescenta Debes.
A equipa usou o espectrómetro NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) do Hubble para observar a estrela no infravermelho. Os cientistas então compararam as imagens do NICMOS com dados de arquivo do Hubble e observações ópticas e espectroscópicas do espectrómetro STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) também do telescópio espacial. Debes realça que a lacuna é visível em todos os comprimentos de onda, o que indica que é uma característica estrutural e não uma ilusão criada pelos instrumentos ou pela luz difusa.
O artigo da equipa foi publicado online na edição de 14 de Junho da revista The Astrophysical Journal.
Este gráfico mostra a lacuna num disco protoplanetário de poeira e gás girando em torno da anã vermelha TW Hydrae.
Crédito: NASA, ESA, J. Debes (STScI), H. Jang-Condell (Universidade do Wyoming), A. Weinberger (Instituto Carnegie de Washington), A. Roberge (Centro Aeroespacial Goddard), G. Schneider (Universidade do Arizona/Observatório Steward) e A. Field (STScI/AURA)
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Esta ilustração mostra que o disco protoplanetário de TW Hydrae é muito mais largo do que o Sistema Solar. De facto, a lacuna no disco de TW Hydrae produzida por um planeta suspeito reside a mais de 12 mil milhões de quilómetros da estrela. A esta distância, o hipotético planeta orbitaria bem para lá da nossa Cintura de Kuiper, um reservatório de gelo, material deixado para trás da formação do nosso Sistema Solar.
Crédito: NASA, ESA e A. Field (STScI)
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