Campanha de observações revela a diversidade da formação de planetas

Agência O Globo -
RIO - Uma campanha de observações com o Alma, um dos maiores e mais avançados conjuntos de radiotelescópios do mundo, revelou a diversidade do processo de formação de planetas em nossa vizinhança cósmica, trazendo pistas que podem ajudar os cientistas a entender como planetas rochosos como a Terra conseguem surgir e se manter nas proximidades de suas estrelas e, assim, serem capazes de abrigar vida.
Nas últimas décadas, os astrônomos já descobriram quase 4 mil planetas extrassolares, isto é, que orbitam estrelas que não nosso Sol, com uma enorme gama de tamanhos e posições, desde gigantes gasosos como Júpiter "colados" em suas estrelas e extremamente quentes a anões gelados distantes delas, como Plutão, passando por maciços mundos rochosos maiores que o nosso, as apelidadas "super- Terras".
De acordo com os principais modelos de formação de planetas existentes até agora, eles surgem pelo gradual acúmulo de poeira e gases dentro dos chamados "discos protoplanetários", começando com pequenos grãos de gelo e outros materiais que aos poucos coalescem em rochas cada vez maiores, crescendo para se tornarem asteroides, depois planetesimais até emergirem como planetas "completos".
Esta cadeia hierárquica levaria milhões de anos para ser percorrida, sugerindo que os impactos da presença de planetas nos discos protoplanetários seriam mais evidentes em sistemas mais "maduros". Mas observações iniciais do Alma após sua entrada em operação, em 2011, já indicavam que nem sempre este era o caso. Em alguns dos mais "jovens" sistemas com discos protoplanetários conhecidos, com apenas 1 milhão de anos de idade, já eram visíveis estruturas bem definidas, como grandes lacunas e anéis, indicativos da perturbação dos discos pela presença de planetas.
- Foi surpreendente ver estas possíveis assinaturas da formação planetária logo nas primeiras imagens de alta resolução destes jovens discos (pelo Alma) - resume Jane Huang, aluna do Centro de Astrofísica Harvard-Smithosian (CfA), nos EUA, e uma das integrantes da equipe responsável pelo levantamento. - Então era importante saber se elas eram anomalias ou se estas assinaturas são comuns nos discos.
Diante disso, a equipe de astrônomos liderada por Sean Andrews, também do CfA, Andrea Isella, da Universidade Rice, EUA, Laura Pérez, da Universidade do Chile, e Cornelis Dullemond, da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, usou o Alma para estudar detalhadamente 20 dos mais próximos sistemas estelares com discos protoplanetários da Via Láctea.
Dependendo da distância da estrela, o Alma é capaz de distinguir estruturas nos discos com apenas algumas poucas Unidades Astronômicas (UA) de tamanho (uma UA equivale à distância média da Terra ao Sol, cerca de 150 milhões de quilômetros). Ao todo, as observações tomaram cerca de 50 horas de funcionamento das 66 antenas do Alma instaladas a mais de 5 mil metros de altitude no Planalto de Chajnantor, no Deserto do Atacama, Chile.
- O objetivo desta campanha de meses de duração era procurar semelhanças e diferenças estruturais nos discos protoplanetários - explica Andrews. - A visão extremamente nítida do Alma revelou estruturas antes não vistas e padrões inesperadamente complexos. Observamos detalhes distintos em torno de uma ampla amostra de jovens estrelas com massas variadas. E a interpretação mais convincente para estas estruturas diversas de pequena escala é que temos planetas não visíveis interagindo com o material dos discos.
Com a campanha, os astrônomos verificaram que muitas subestruturas, como lacunas concêntricas e anéis estreitos, são comuns a quase todos discos, enquanto padrões espirais em grande escala e arcos aparecem em apenas alguns deles. Além disso, os discos e lacunas estão presentes a uma ampla gama de distâncias das estrelas, desde apenas algumas poucas UAs a mais de cem, o que equivale a mais de três vezes a distância de Netuno, o planeta mais externo do Sistema Solar, para o Sol.
Segundo os astrônomos, estas estruturas, prováveis assinaturas da presença de grandes planetas, podem ajudar a explicar como mundos semelhantes à Terra podem crescer e se formar. Isto porque uma das maiores questões dos modelos atuais de formação planetária é que eles preveem que depois que as "sementes" de poeira nas regiões centrais dos discos atingem determinados tamanhos, de apenas cerca de um centímetro de diâmetro, elas tenderiam a "cair" em direção da estrela, nunca atingindo a massa necessária para formar objetos como Marte, Vênus ou a Terra.
Mas os densos discos de poeira circundados por grandes protoplanetas revelados pelo Alma criariam um local seguro para mundos rochosos amadurecerem. Perturbações em áreas dos discos com alta densidade e concentração de materiais formariam então zonas onde planetesimais rochosos poderiam crescer até se tornarem planetas "completos".