Os astrónomos concordam que os planetas nascem em discos protoplanetários – anéis de poeira e gás que rodeiam estrelas jovens e recém-nascidas. Mas encontrá-los não é assim tão simples.
Embora centenas destes discos tenham sido vistos em todo o Universo, as observações do nascimento e observação planetária real têm-se revelado difíceis dentro destes ambientes.
Agora, astrónomos do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian criaram uma nova forma de detetar estes esquivos planetas recém-nascidos – e com ela, evidências conclusivas de um pequeno Neptuno ou um planeta parecido com Saturno à espreita num disco protoplanetário.
Os resultados foram apresentados num artigo publicado na quinta feira na revista The Astrophysical Journal Letters.
“A deteção direta de planetas jovens é muito desafiante e até agora só foi bem-sucedida num ou dois casos”, diz Feng Long, astrónoma pós-doutorada no Centro para Astrofísica, que liderou o estudo. “Os planetas são sempre demasiado ténues de ver porque estão embebidos em camadas espessas de gás e poeira“.
Os cientistas devem antes procurar pistas para inferir que um planeta se está a desenvolver sob a poeira.
“Nos últimos anos, vimos muitas estruturas em discos que pensamos ser causadas pela presença de um planeta, mas que podem ser causadas por outra coisa“, diz Long. “Precisamos de novas técnicas para ver e suportar que um planeta está lá”.
Para o seu estudo, Long decidiu reexaminar um disco protoplanetário conhecido como LkCa 15. Localizado a 518 anos-luz de distância, o disco situa-se na direção da constelação de Touro. Os cientistas relataram anteriormente evidências de formação planetária no disco, utilizando observações com o Observatório ALMA.
Long debruçou-se sobre novos dados ALMA de alta resolução de LkCa 15, obtidos principalmente em 2019, e descobriu duas características que não tinham sido detetadas anteriormente.
A cerca de 42 unidades astronómicas da estrela – ou 42 vezes a distância da Terra ao Sol – Long descobriu um anel empoeirado com dois aglomerados brilhantes e separados de material em órbita. O material tomou a forma de um pequeno “tufo” e de um arco maior, e estavam separados por 120 graus.
Long examinou o cenário com modelos de computador para descobrir o que estava a provocar a acumulação de material e percebeu que o seu tamanho e localização correspondiam ao modelo para a presença de um planeta.
“Este arco e ‘tufo’ estão separados por cerca de 120 graus“, diz ela. “Esse grau de separação não acontece por acaso – é importante matematicamente”.
Long aponta para locais no espaço conhecidos como pontos de Lagrange, onde dois corpos em movimento – como uma estrela e um planeta em órbita – produzem regiões de maior atração à sua volta, onde a matéria pode acumular-se.
“Estamos a ver que este material não está apenas a flutuar livremente, é estável e tem uma preferência onde quer estar localizado com base na física e nos objetos envolvidos”, explica Long.
Neste caso, o arco e o “tufo” de material que Long detetou estão localizados nos pontos L4 e L5 de Lagrange. Escondido a 60 graus entre eles está um pequeno planeta que provoca a acumulação de poeira nos pontos L4 e L5.
A acumulação de matéria num ângulo de 120° em relação à estrela LkCa 15 permite intuir que serão os pontos de Lagrange L5 e L4, e identificar a presença e posição do segundo corpo de grande massa — um planeta bebé.
Os resultados mostram que o planeta tem aproximadamente o tamanho de Neptuno ou Saturno, e cerca de um a três milhões de anos (relativamente jovem quando se trata de planetas).
A imagem direta do pequeno planeta recém-nascido pode não ser possível devido a restrições tecnológicas, mas Long pensa que mais observações ALMA de LkCa 15 possam fornecer evidências adicionais que apoiam a sua descoberta planetária.
Também espera que a sua nova abordagem para a deteção de planetas – com material preferencialmente acumulado nos pontos de Lagrange – seja utilizada no futuro por astrónomos.
Ou seja, se há matéria acumulada nos pontos Lagrange L4 e L5… é um Planeta!
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