Resolver o mistério de como planetas como a Terra foram formados é uma questão importante para a compreensão da origem da vida. Pensa-se que os planetas se formam quando a poeira e o gás interestelar se acumulam num disco protoplanetário que rodeia uma protoestrela, mas não está claro onde, quando ou como começa a formação planetária.
Por outro lado, sabe-se que quando um planeta se forma dentro de um disco, a sua gravidade cria um padrão semelhante a um anel no disco. De fato, observações com o ALMA revelaram tais estruturas em anel em muitos discos protoplanetários, sugerindo a existência de planetas.
Para estudar o processo de formação de planetas, é necessário examinar detalhadamente os discos onde é certo que ainda não existem planetas. No entanto, devido às dificuldades de encontrar tais discos sem assinatura de planetas e estudá-los detalhadamente, ainda não temos uma imagem clara de como começa a formação dos planetas.
No novo estudo “Enriquecimento de poeira e crescimento de grãos em um disco suave em torno da protoestrela DG Tau revelado por observações de frequência de bandas triplas do ALMA”, publicado no The Astrophysical Journal, o grupo de pesquisa internacional se concentrou em uma protoestrela relativamente jovem, DG Taurus (DG Tau), e estudou detalhadamente o disco que rodeia a protoestrela com o ALMA.
Eles observaram a distribuição da intensidade da emissão de rádio em um comprimento de onda de 1,3 mm emitido pela poeira no disco com uma resolução espacial extremamente alta de 0,04 segundos de arco, e esclareceram a estrutura detalhada do disco. Os resultados mostram que o disco em torno de DG Tau é liso e não possui os padrões semelhantes a anéis vistos nos discos em torno de protoestrelas mais antigas. Isto indica que não existem planetas no disco de DG Tau, e a imagem pode ter capturado a véspera da formação planetária.
Os pesquisadores observaram ainda o disco em diferentes comprimentos de onda (0,87 mm, 1,3 mm e 3,1 mm) e investigaram as ondas de rádio e as intensidades de polarização. Dependendo do tamanho e da densidade da poeira, a proporção entre as intensidades das ondas de rádio em diferentes comprimentos de onda e a intensidade de polarização das ondas de rádio espalhadas pela poeira mudam. Portanto, a distribuição de tamanho e densidade pode ser estimada comparando os resultados da observação com simulações com vários padrões de tamanho de poeira e distribuição de densidade.
Isto revela até que ponto a poeira interestelar, o material do qual os planetas são feitos, está a crescer. As simulações mais adequadas sugerem que a poeira é maior na parte externa do disco (além de cerca de 40 unidades astronômicas; um pouco mais longe do que a distância entre o Sol e Netuno no Sistema Solar) do que na parte interna, indicando que o processo de formação do planeta está mais avançado.
As teorias de formação planetária sugerem que a formação planetária começa na parte interna do disco, mas os resultados deste estudo contradizem esta expectativa e indicam que a formação planetária pode começar na parte externa do disco. Por outro lado, descobriu-se que a proporção entre poeira e gás é cerca de 10 vezes maior do que no espaço interestelar normal na região interna, embora o tamanho da poeira seja menor. Além disso, estas partículas de poeira estão bem assentadas no plano médio do disco, sugerindo que o disco está em processo de acumulação de material para formar planetas. É possível que a formação de planetas seja desencadeada por esta acumulação de poeira no futuro.
Estas observações foram possíveis graças à resolução espacial extremamente elevada do ALMA de 0,04 segundos de arco, bem como pela observação de ondas de rádio emitidas pela poeira, incluindo luz polarizada em três comprimentos de onda diferentes. Esta é a primeira vez que o tamanho e a densidade da poeira num “disco liso” sem assinatura de planetas foram revelados. Isto forneceu novas informações sobre locais de formação planetária que não poderiam ter sido previstas por estudos teóricos anteriores ou observações de discos com assinaturas de formação planetária.
Comentando sobre o significado desta investigação, Satoshi Ohashi afirma: “O ALMA conseguiu até agora capturar uma grande variedade de estruturas de disco e revelou a existência de planetas. Por outro lado, no entanto, para responder à questão: ‘Como a formação começou?’ é importante observar um disco liso sem assinatura de formação planetária. Acreditamos que este estudo é muito importante porque revela as condições iniciais para a formação planetária.”
Traduzido por Mateus Lynniker de Phys.Org
