M. Kornmesser / ESO
Ao acumularem-se em regiões de alta densidade, os grãos de poeira evitam ir de encontro à à estrela que orbitam.
Pode ter sido descoberto um passo chave na formação de novos planetas, através de uma nova teoria de um disco protoplanetário, desenvolvido por um astrofísico da RIKEN e dois colaboradores.
Segundo a RIKEN, os investigadores explicam como o pó do disco consegue evitar ir à deriva, de encontro à estrela que orbita.
Os planetas partem de um disco giratório de poeira e gás, que envolve uma estrela jovem, mas não é claro como é que os grãos de poeira podem crescer e tornar-se em objetos maiores, antes de entrarem em espiral em direção à estrela.
Na teoria clássica da formação de um planeta, partículas minúsculas de poeira colidem para formar grãos de tamanho pequeno.
Estes grãos acumulam-se gradualmente para formar “planetesimais” de tamanho maior, o primeiro grande passo no surgimento de um novo planeta.
Mas os grãos de poeira sentem um arrastamento do gás no disco protoplanetário. Isto atrasa os grãos de poeira, de modo a que caiam em direcção à estrela. A velocidade a que caem aumenta à medida que os grãos de poeira crescem.
Estudos anteriores sugeriam que este efeito deveria impedir os grãos de poeira de formar objetos maiores do que um metro, o que constitui um grande enigma para os astrónomos. Mas um novo estudo, publicado em dezembro no Astrophysical Journal, desafia esta possibilidade.
“Foram propostos vários mecanismos para explicar a formação de planetesimais, mas ainda estão em debate”, sublinha Ryosuke Tominaga, do Laboratório de Formação de Estrelas e Planeta da RIKEN.
Tominaga e dois colegas propuseram agora um modelo que sugere uma possível solução para este problema — pequenas variações na distribuição de poeira no disco protoplanetário podem ser rapidamente amplificadas, em regiões de alta e baixa densidade de poeira.
Em áreas com densidades ligeiramente superiores, a poeira coagula de forma mais eficiente, e forma tufos maiores, que se dirigem mais rapidamente para a estrela.
Quando estes tufos encontram pequenas partículas de poeira, formam regiões de densidade de poeira ainda mais elevada, acelerando o crescimento do grão de pó.
Entretanto, as regiões desocupadas pelos grandes tufos acabam por apresentar densidades relativamente baixas.
A equipa de investigação descobriu que este feedback positivo cria múltiplas bandas de alta e baixa densidade de pó no disco protoplanetário.
Estas bandas podem surgir numa em cerca de 10.000 anos, um período de tempo notavelmente curto para este tipo de processos astronómicos.
As áreas de alta densidade são locais ideais para agregação posterior, permitindo a formação de planetesimais, antes de a poeira ser puxada para a estrela.
“Ao contrário das teorias anteriores, este mecanismo de coagulação funciona mesmo quando há muito mais gás do que pó no disco protoplanetário”, realça Tominaga.
A equipa está a trabalhar em modelos mais detalhados que incluem a formação e evolução do próprio disco, juntamente com a eventual formação de planetesimais.
