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ALMA DESCOBRE TRIO DE PLANETAS BEBÉS EM TORNO DE ESTRELA RECÉM-NASCIDA
15 de junho de 2018

 


Dados obtidos pelo ALMA mostraram evidências convincentes da existência de três planetas jovens em órbita da estrela bebé HD 163296. Utilizando uma técnica inovadora de procura de planetas, os astrónomos identificaram três distúrbios individuais no disco de gás situado em torno da jovem estrela: a mais forte evidência de que planetas recentemente formados se encontram em órbita desta estrela. Estes são considerados os primeiros planetas descobertos pelo ALMA. Esta imagem mostra parte do conjunto de dados ALMA num comprimento de onda, revelando claramente uma estrutura no material, que indica a presença de um dos planetas.
Crédito: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); Pinte et al.
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Com o auxílio do ALMA, duas equipas independentes de astrónomos descobriram provas convincentes de que três planetas jovens orbitam a estrela bebé HD 163296. Utilizando uma técnica inovadora de procura de planetas, os astrónomos identificaram três distúrbios no disco de gás situado em torno da jovem estrela: a mais forte evidência de que planetas recentemente formados se encontram em órbita desta estrela. Estes são considerados os primeiros planetas descobertos pelo ALMA.

O ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) mudou completamente a nossa maneira de ver os discos protoplanetários — as fábricas de planetas repletas de gás e poeira que rodeiam as estrelas jovens. Os anéis e espaços vazios nestes discos fornecem-nos evidências circunstanciais intrigantes da presença de protoplanetas. No entanto, existem outros fenómenos que podem também ser responsáveis por estas estruturas.

Agora, e graças a uma técnica inovadora de procura de planetas que identifica padrões invulgares no fluxo de gás do disco de formação planetária situado em torno de uma estrela jovem, duas equipas de astrónomos confirmaram a existência de marcas distintas que apontam para planetas recém-formados em órbita de uma estrela bebé.

"Ao medirmos o fluxo de gás no seio de um disco protoplanetário, temos mais certeza de que existem planetas em torno dessa estrela jovem," disse Christophe Pinte da Universidade Monash, na Austrália, e do Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (Université de Grenoble-Alpes / CNRS), em França, e autor principal de um dos dois artigos científicos que descreve estes resultados. "Esta técnica oferece-nos uma nova direção para compreendermos melhor a formação de sistemas planetários."

Para chegar a estes resultados, cada equipa analisou observações ALMA de HD 163296, uma estrela jovem situada a cerca de 330 anos-luz de distância da Terra na constelação de Sagitário. Esta estrela tem cerca de duas vezes a massa do Sol, mas tem apenas 4 milhões de anos de idade — ou seja, é cerca de mil vezes mais jovem que o nosso Sol.

"Resolvemos investigar o movimento do gás localizado, ou seja, a pequena escala, no disco protoplanetário da estrela, já que, com esta técnica completamente nova, poderíamos descobrir alguns dos mais jovens planetas na nossa galáxia, graças às imagens de alta resolução obtidas pelo ALMA," disse Richard Teague, um astrónomo na Universidade de Michigan e autor principal do segundo artigo.

Em vez de se focarem na poeira situada no disco, a qual tinha já sido claramente observada pelo ALMA em observações anteriores, os astrónomos estudaram o monóxido de carbono (CO) gasoso espalhado por todo o disco. As moléculas de CO emitem radiação bem distinta nos comprimentos de onda milimétricos, a qual pode ser observada pelo ALMA com grande detalhe. Variações subtis do comprimento de onda desta radiação, devido ao efeito Doppler, revelam movimentos do gás no disco.

A equipa liderada por Teague identificou dois planetas localizados aproximadamente a 12 e 21 mil milhões de km de distância da estrela. A outra equipa, liderada por Pinte, identificou um planeta a cerca de 39 mil milhões de km da estrela.

As duas equipas utilizaram variações da mesma técnica, a qual procura anomalias no fluxo do gás, evidenciadas pelos desvios nos comprimentos de onda da emissão de CO e que indicam que o gás está a interagir com um objeto massivo.

A técnica utilizada por Teague, que derivou variações médias no fluxo de gás tão pequenas como alguns pontos percentuais, revelou o impacto de vários planetas nos movimentos do gás situado mais próximo da estrela. A técnica usada por Pinte, que mede de forma mais direta o fluxo de gás, é mais adequada para estudar a parte mais externa do disco e permitiu aos investigadores localizar com mais precisão o terceiro planeta, no entanto restringe-se a maiores desvios no fluxo, isto é, maiores que cerca de 10%.

Em ambos os casos, os investigadores identificaram áreas onde o fluxo de gás não corresponde ao seu meio envolvente — um pouco como as correntes de um rio em torno de rochas na água. Ao analisar cuidadosamente este movimento, os cientistas puderam ver claramente a influência de corpos planetários com massa semelhante à de Júpiter.

Esta nova técnica permite aos astrónomos estimar de modo mais preciso massas protoplanetárias e tem menos probabilidade de produzir falsos positivos. "Começamos agora a levar o ALMA para a vanguarda da deteção de planetas," disse o coautor Ted Bergin da Universidade de Michigan.

Ambas as equipas continuam a refinar este método e irão aplicá-lo a outros discos, esperando-se assim compreender melhor como é que se formam as atmosferas e que elementos e moléculas estão presentes num planeta aquando do seu nascimento.

 


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O nosso Sistema Solar formou-se a partir de uma enorme nuvem primordial de gás e poeira. A maior parte dessa nuvem deu origem ao Sol, enquanto que o disco de material restante, em rotação em torno do Sol, coalesceu nos planetas que hoje conhecemos - e onde vivemos.
Os astrónomos observam processos semelhantes a acontecer em outras estrelas no cosmos. Esta imagem mostra um disco em rotação, material restante que rodeia a estrela jovem HD 163296. Com o auxílio do poder de observação do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), situado no Chile, os astrónomos conseguiram distinguir estruturas específicas no disco, incluindo anéis concêntricos de material que rodeiam a estrela central. Os investigadores conseguiram ainda usar o ALMA para obter medições de alta resolução do gás e poeira que constituem o disco. Com estes dados puderam inferir detalhes cruciais da história de formação deste sistema estelar jovem.
Os três espaços vazios entre os anéis devem-se muito provavelmente a uma diminuição de poeira e, nos espaços vazios central e exterior, encontrou-se igualmente um menor nível de gás. A diminuição tanto de poeira como de gás sugere a presença de planetas recém-formados, cada um com uma massa semelhante à de Saturno, esculpindo estes espaços nas suas novas órbitas.
Crédito: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
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Dados obtidos pelo ALMA mostraram evidências convincentes da existência de três planetas jovens em órbita da estrela bebé HD 163296. Utilizando uma técnica inovadora de procura de planetas, os astrónomos identificaram três distúrbios individuais no disco de gás situado em torno da jovem estrela: a mais forte evidência de que planetas recentemente formados se encontram em órbita desta estrela. Estes são considerados os primeiros planetas descobertos pelo ALMA.
Esta imagem mostra parte do conjunto de dados ALMA num comprimento de onda, revelando claramente uma estrutura no material, que indica a presença de um dos planetas. A localização prevista para o planeta encontra-se assinalada.
Crédito: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); Pinte et al.
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Links:

Notícias relacionadas:
ESO (comunicado de imprensa)
Observatório ALMA (comunicado de imprensa)
NRAO (comunicado de imprensa)
Artigo científico - Teague et al. (arXiv.org)
Artigo científico - Pinte et al. (arXiv.org)
SPACE.com
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ScienceDaily
Popular Mechanics
Newsweek
Forbes
CNN
Gizmodo

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
PlanetQuest
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares

Discos protoplanetários:
Wikipedia

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