Usando dados de mais de 500 estrelas jovens observadas com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), os cientistas descobriram uma ligação direta entre as estruturas do disco protoplanetário e a demografia planetária.
© ALMA/S. Dagnello (discos protoplanetários em anel, transição e estendido)
Os discos protoplanetários são formadores de planetas que rodeiam as estrelas, e são classificados em três categorias: anel, transição ou estendido. Estas imagens de cores falsas do ALMA mostram estas classificações em contraste absoluto. À esquerda: o disco em anel de RU Lup é caracterizado por lacunas estreitas que se pensa serem esculpidas por planetas gigantes com massas que variam entre uma massa de Netuno e uma massa de Júpiter. No meio: o disco de transição de J1604.3-2130 é caracterizado por uma grande cavidade interna que se pensa ser esculpida por planetas mais massivos que Júpiter, também conhecidos como planetas Super-Jovianos. À direita: pensa-se que o disco compacto de Sz104 não contenha planetas gigantes, já que não possui as lacunas e cavidades associadas com a presença de planetas gigantes.
A pesquisa prova que estrelas com maior massa são mais propensas a estar rodeadas por discos com lacunas e que estas lacunas estão diretamente correlacionadas com a alta ocorrência de exoplanetas gigantes observados em torno delas. Estes resultados fornecem uma janela através do tempo, permitindo prever o aspeto dos sistemas exoplanetários em cada estágio da sua formação.
As lacunas nos discos protoplanetários há muito que são consideradas evidências gerais da formação planetária. No entanto, tem havido algum ceticismo devido à distância orbital observada entre os exoplanetas e as suas estrelas. Uma das principais razões é que exoplanetas em órbitas largas de dezenas de unidades astronômicas são raros. Porém, exoplanetas em órbitas menores, entre uma e dez unidades astronômicas, são muito mais comuns.
O novo estudo é o primeiro a mostrar que o número de discos com lacunas nestas regiões corresponde ao número de exoplanetas gigantes num sistema estelar. A correlação também se aplica a sistemas estelares com estrelas de baixa massa, onde são mais propensos a encontrar exoplanetas rochosos massivos, também conhecidos como super-Terras. Estrelas de menor massa têm mais super-Terras rochosas, entre uma massa terrestre e uma massa de Netuno. Discos sem lacunas, mais compactos, levam à formação de super-Terras.
Esta ligação entre a massa estelar e a demografia planetária pode ajudar os cientistas a identificar quais as estrelas a ter como alvo na busca por planetas rochosos pela Via Láctea.
Um elemento importante da formação planetária é a influência da evolução da poeira. Sem planetas gigantes, a poeira irá sempre mover-se para dentro, criando condições ideais para a formação de planetas rochosos, menores e perto da estrela.
A pesquisa atual foi realizada usando dados de mais de 500 objetos observados em estudos anteriores usando as antenas do ALMA na Banda 6 e 7. Atualmente, o ALMA é o único telescópio que pode obter imagens da distribuição de poeira milimétrica em resolução angular alta o suficiente para resolver os discos de poeira e revelar a sua subestrutura, ou a falta dela.
Nos últimos cinco anos, o ALMA produziu muitas pesquisas instantâneas de regiões de formação estelar próximas, resultando em centenas de medições da massa, do tamanho e da morfologia do disco de poeira. O grande número de propriedades do disco observadas permitiu fazer uma comparação estatística de discos protoplanetários com os milhares de exoplanetas descobertos. Esta é a primeira vez que uma dependência de massa estelar de discos com lacunas e discos compactos foi demonstrada com sucesso usando o telescópio ALMA.
Estas novas descobertas ligam as belas estruturas das lacunas nos discos observados diretamente com o ALMA às propriedades de milhares de exoplanetas pela missão Kepler da NASA e a outros levantamentos exoplanetários. Os exoplanetas e a sua formação auxiliam a situar as origens da Terra e do Sistema Solar no contexto do que é visto acontecer em torno de outras estrelas.
Fonte: National Radio Astronomy Observatory
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