Água pode ser elemento importante na formação dos planetas

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Com informações do ESO – 29/02/2024

Nesta imagem o vapor d’água aparece em tons de azul. Perto do centro do disco, onde está a estrela, o ambiente é mais quente e o gás mais brilhante. Os anéis em tons vermelhos são observações anteriores do ALMA que mostram a distribuição de poeira em torno da estrela.
(Imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Facchini et al.)

Água na formação dos planetas

Astrônomos descobriram vapor de água no disco protoplanetário que rodeia uma estrela jovem, exatamente numa região onde parecem estar-se formando planetas. Esta é a primeira vez que se consegue mapear a forma como a água se distribui em um disco frio e estável – o tipo de disco que oferece as condições mais favoráveis para a formação planetária.

Este é um indício importante de que, além de ser um ingrediente chave para a vida na Terra, a água pode desempenhar também um papel importante no nascimento dos planetas.

“Nunca imaginei que pudéssemos obter uma imagem de oceanos de vapor de água na mesma região em que um planeta está provavelmente se formando,” disse Stefano Facchini, da Universidade de Milão, na Itália, que liderou o estudo usando imagens do radiotelescópio ALMA.

As observações revelam pelo menos três vezes mais água do que em todos os oceanos da Terra, no disco interior de HL Tauri, uma estrela jovem semelhante ao Sol, situada a 450 anos-luz de distância da Terra, na constelação do Touro – o disco protoplanetário é maior do que o Sistema Solar inteiro.

Foi encontrada uma quantidade significativa de água na região onde existe uma lacuna no disco de HL Tauri. Essas lacunas em forma de anel são esculpidas em discos ricos em gás e poeira por corpos jovens semelhantes a planetas, em órbita da estrela progenitora, à medida que estes vão acumulando material e crescendo.

“As nossas imagens recentes revelam uma quantidade substancial de vapor de água a uma série de distâncias da estrela que incluem um espaço onde um planeta pode estar se formando atualmente,” disse Facchini, o que sugere que este vapor de água poderá afetar a composição química dos planetas que eventualmente surgirão nessas regiões.

Água pode ser elemento importante na formação dos planetas

Esta é a imagem mais nítida já obtida pelo ALMA – mais nítida que as imagens no visível obtidas de forma rotineira pelo Telescópio Espacial Hubble. A imagem mostra o disco protoplanetário que rodeia a estrela HL Tauri. As novas observações revelam subestruturas no seio do disco que nunca tinham sido observadas, mostrando as possíveis posições de planetas se formando nas regiões escuras do sistema.
(Imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

Água colando planetas

Observar água com um telescópio instalado no solo não é uma tarefa fácil, uma vez que o vapor de água que existe em abundância na atmosfera terrestre degrada os sinais astronômicos. O radiotelescópio ALMA está instalado no deserto chileno do Atacama, a cerca de 5.000 metros de altitude, um ambiente alto e seco especificamente para minimizar essa degradação.

“Até o momento, o ALMA é a única infraestrutura de que dispomos capaz de resolver espacialmente a água num disco frio de formação planetária,” disse Wouter Vlemmings, da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia.

Os grãos de poeira que compõem um disco protoplanetário são as sementes da formação planetária, colidindo e aglomerando-se em corpos cada vez maiores. Os astrônomos acreditam que, em locais suficientemente frios, onde a água congela nos grãos de poeira, as partículas aderem mais eficientemente, o que torna a água um elemento importante para a formação dos planetas. “Os nossos resultados mostram como a presença da água pode influenciar o desenvolvimento de um sistema planetário, tal como aconteceu há cerca de 4,5 bilhões de anos no nosso próprio Sistema Solar,” disse Facchini.

Ainda não temos uma boa teoria para explicar de onde veio a água da Terra, mas uma das hipóteses é que a água da Terra já estava por aqui antes do nascimento do planeta.

Com a continuidade das observações do ALMA e com o supertelescópio ELT do ESO, que deverá entrar em funcionamento antes do final desta década, a formação planetária e o papel que a água desempenha nessa formação poderão se tornar mais claros. Em particular, o instrumento METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph), dará aos astrônomos uma visão sem igual das regiões internas dos discos de formação planetária, os locais onde se formam planetas como a Terra.

Bibliografia:

Artigo: Resolved ALMA observations of water in the inner astronomical units of the HL Tau disk
Autores: Stefano Facchini, Leonardo Testi, Elizabeth Humphreys, Mathieu Vander Donckt, Andrea Isella, Ramon Wrzosek, Alain Baudry, Malcom D. Gray, Anita M. S. Richards, Wouter Vlemmmings
Revista: Nature Astronomy
DOI: 10.1038/s41550-024-02207-w

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