Cientistas usando o Telescópio Espacial James Webb, da NASA, acabam de fazer uma descoberta inovadora ao revelar como os planetas são feitos.
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| Conceito artísticos de um disco estendido com lacunas. Créditos da Imagem: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI). |
Ao observar vapor de água em discos protoplanetários, o telescópio espacial James Webb confirmou um processo físico envolvendo a deriva de sólidos revestidos de gelo das regiões externas do disco para a zona do planeta rochoso.
As teorias há muito tempo, propõem que as pedras geladas que se formam nas regiões frias e externas dos discos protoplanetários – a mesma área onde os cometas se originam em nosso sistema solar – devem ser as sementes fundamentais da formação de planetas. O principal requisito dessas teorias é que as pedras devem derivar para dentro em direção à estrela devido ao atrito no disco gasoso, entregando sólidos e água aos planetas.
Uma previsão fundamental dessa teoria é que, à medida que seixos gelados entram na região mais quente dentro da "linha de neve" – onde o gelo faz a transição para vapor – eles devem liberar grandes quantidades de vapor de água fria. Foi exatamente isso que Webb observou.
"Webb finalmente revelou a conexão entre o vapor de água no disco interno e a deriva de seixos gelados do disco externo", disse a pesquisadora principal Andrea Banzatti, da Universidade Estadual do Texas, San Marcos, Texas. "Esta descoberta abre perspectivas empolgantes para estudar a formação de planetas rochosos com o Webb!"
"No passado, tínhamos essa imagem muito estática da formação de planetas, quase como se houvesse essas zonas isoladas das quais os planetas se formaram", explicou a membro da equipe Colette Salyk, do Vassar College, em Poughkeepsie, Nova York. "Agora realmente temos evidências de que essas zonas podem interagir umas com as outras. Também é algo que se propõe ter acontecido em nosso sistema solar."
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| O conceito deste artista compara dois tipos de discos típicos formadores de planetas em torno de estrelas recém-nascidas, semelhantes ao Sol. À esquerda há um disco compacto, e à direita há um disco estendido com lacunas. Os cientistas usando o Webb estudaram recentemente quatro discos protoplanetários – dois compactos e dois estendidos. Os pesquisadores projetaram suas observações para testar se discos compactos formadores de planetas têm mais água em suas regiões internas do que discos formadores de planetas estendidos com lacunas. Isso aconteceria se seixos cobertos de gelo nos discos compactos se deslocassem de forma mais eficiente para as regiões próximas à estrela e entregassem grandes quantidades de sólidos e água para os planetas internos recém-formados, rochosos. Pesquisas atuais propõem que grandes planetas podem causar anéis de maior pressão, onde seixos tendem a se acumular. À medida que as pedrinhas se afastam, sempre que encontram um aumento na pressão, elas tendem a se acumular ali. Essas armadilhas de pressão não necessariamente desligam a deriva de seixos, mas a impedem. É o que parece estar acontecendo nos grandes discos com anéis e lacunas. Isso também pode ter sido um papel de Júpiter em nosso sistema solar – inibindo seixos e entrega de água para nossos pequenos, internos e relativamente pobres planetas rochosos pobres em água. Créditos da imagem: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI). |
Aproveitando o poder do Webb
Os pesquisadores usaram o MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb para estudar quatro discos - dois compactos e dois estendidos - ao redor de estrelas semelhantes ao Sol. Estima-se que todas essas quatro estrelas tenham entre 2 e 3 milhões de anos, apenas recém-nascidos no tempo cósmico.
Espera-se que os dois discos compactos experimentem uma deriva de seixos eficiente, entregando seixos a uma distância equivalente à órbita de Netuno. Em contraste, espera-se que os discos estendidos tenham suas pedrinhas retidas em vários anéis até seis vezes a órbita de Netuno.
As observações do Webb foram projetadas para determinar se os discos compactos têm uma maior abundância de água em sua região interna de planetas rochosos, como esperado se a deriva de seixos for mais eficiente e estiver entregando muita massa sólida e água para os planetas internos. A equipe optou por usar o MRS (Medium-Resolution Spectrometer) do MIRI porque ele é sensível ao vapor de água nos discos.
Os resultados confirmaram as expectativas ao revelar excesso de água fria nos discos compactos, em comparação com os discos grandes.
Fontes e Créditos:
