Objectos do tamanho de plutão levantam poeira à volta de “Sol adolescente”

A. Angelich / NRAO / AUI / NSF

Impressão de artista do disco de detritos em torno de HD 107146. Este sistema estelar adolescente mostra sinais de que nos seus confins, enxames de objectos com o tamanho de Plutão empurram objectos vizinhos mais pequenos, fazendo com que estes colidam e “levantem” poeira considerável.

Astrónomos usando o ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, poderão ter detectado as marcas empoeiradas de uma família inteira de objectos do tamanho de Plutão em torno de uma versão adolescente do nosso próprio Sol.

Observando em detalhe o disco protoplanetário que cerca a estrela conhecida como HD 107146, os astrónomos detectaram um aumento inesperado na concentração de grãos milimétricos de poeira nos confins do disco.

Este aumento surpreendente, que começa notavelmente longe – cerca de 13 mil milhões de quilómetros – da estrela-mãe, pode ser o resultado de planetesimais com o tamanho de Plutão que agitam a região, fazendo com que objectos menores colidam e se fragmentem.

A poeira nos discos de detritos geralmente vem de material deixado para trás pela formação de planetas. Cedo na vida do disco, esta poeira é continuamente reabastecida por colisões de corpos maiores, como cometas e asteróides.

Em sistemas estelares maduros com planetas totalmente formados, existe, em comparação, muito pouco poeira. Entre estas duas idades – quando um sistema estelar se encontra na adolescência – certos modelos prevêem que a concentração de poeira será muito mais densa nas regiões mais distantes do disco. Isto é precisamente o que o ALMA encontrou.

L. Ricci ALMA (NRAO/NAOJ/ESO); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Imagem do ALMA que mostra a poeira em redor da estrela HD 107146. A poeira nos confins do disco é mais espessa do que nas regiões mais interiores, sugerindo que um enxame de planetesimais do tamanho de Plutão estão a fazer com que objectos mais pequenos colidam uns com os outros. A estrutura escura tipo-anel no meio do disco pode ser evidência de uma lacuna onde um planeta está a "varrer" poeira na sua órbita.

Imagem do ALMA que mostra a poeira em redor da estrela HD 107146. A poeira nos confins do disco é mais espessa do que nas regiões mais interiores, sugerindo que um enxame de planetesimais do tamanho de Plutão estão a fazer com que objectos mais pequenos colidam uns com os outros. A estrutura escura tipo-anel no meio do disco pode ser evidência de uma lacuna onde um planeta está a “varrer” poeira na sua órbita.

“A poeira em HD 107146 revela uma característica muito interessante – fica mais espessa nos confins mais distantes do disco da estrela,” afirma Luca Ricci, astrónomo do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, no estado americano de Massachusetts, e autor principal de um artigo aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.

“O aspecto surpreendente é que isto é o oposto do que vemos em discos primordiais mais jovens, onde a poeira é mais densa perto da estrela. É possível termos apanhado este disco de detritos em particular num estágio onde planetesimais do tamanho de Plutão estão a formar-se no disco exterior enquanto outros corpos do mesmo tamanho já se formaram mais perto da estrela,” afirma Ricci.

Os novos dados do ALMA também sugerem uma outra característica intrigante nos confins do disco: um possível “mergulho” ou depressão na poeira com aproximadamente 1,2 mil milhões de quilómetros de largura, começando aproximadamente 2,5 vezes a distância do Sol a Neptuno da estrela central.

Embora apenas sugerida nestas observações preliminares, esta depressão pode ser uma lacuna no disco, o que poderá ser indicativo de um planeta com a massa da Terra que “varre” a área de detritos.

Esta característica terá importantes implicações para os possíveis habitantes planetários parecidos com a Terra no disco e poderá sugerir que planetas deste tamanho se formam numa gama inteiramente diferente de órbitas já observadas anteriormente.

Olhar para trás no tempo

A estrela HD 107146 está a cerca de 90 anos-luz da Terra na direcção da constelação de Cabeleira de Berenice. Tem mais ou menos 100 milhões de anos. Observações subsequentes com as novas capacidades de alta-resolução do ALMA vão lançar mais luz sobre a dinâmica e estrutura deste objecto intrigante.

A HD 107146 é de particular interesse para os astrónomos porque é, em muitos aspectos, uma versão mais jovem do nosso próprio Sol.

A HD 107146 representa também um período de transição entre o início da vida de um sistema estelar e os estágios finais e mais maduros, onde os planetas já se formaram e começaram as suas viagens de milhares de milhões de anos em torno da sua estrela-mãe.

“Este sistema dá-nos a oportunidade de estudar um período intrigante de uma estrela jovem parecida com o Sol,” afirma Stuartt Corder, co-autor do artigo e vice-director do ALMA. “Estamos possivelmente a olhar para trás no tempo, quando o Sol tinha aproximadamente 2% da sua idade actual.”

CCVAlg

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