Uma colaboração internacional de cientistas, usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), concluiu o mais extenso mapeamento da composição química dos discos protoplanetários em torno de cinco estrelas jovens próximas em alta resolução, produzindo imagens que captam a composição molecular associada a nascimentos planetários, e um roteiro para estudos futuros da composição das regiões de formação planetária e cometária.
© ALMA (estrela HD 163296)
Os dados do ALMA da jovem estrela HD 163296 mostram a brilhante emissão do cianeto de hidrogênio em azul vista na imagem.
O novo estudo desvenda pistas sobre o papel das moléculas na formação do sistema planetário e se estes jovens sistemas de planetas em formação têm tudo o necessário para abrigar vida.
O programa é apropriadamente chamado de MAPS (Molecules with ALMA at Planet-forming Scales). Os planetas formam-se em discos de poeira e gás, também chamados discos protoplanetários, em torno de estrelas jovens. A composição química ou moléculas contidas nestes discos pode ter um impacto sobre os próprios planetas, incluindo como e onde ocorre a formação planetária, a composição química dos planetas e se eles têm a composição orgânica necessária para suportar vida.
O MAPS olhou especificamente para os discos protoplanetários em torno das estrelas jovens IM Lup, GM Aur, AS 209, HD 163296 e MWC 480, onde já tinham sido detectadas evidências de formação planetária em andamento. O projeto levou a várias descobertas empolgantes, incluindo uma ligação entre poeira e subestruturas químicas e a presença de grandes reservatórios de moléculas orgânicas nas regiões internas do disco.
Notou-se que os discos de formação planetária em torno destas cinco estrelas jovens são fábricas de uma classe especial de moléculas orgânicas, os nitrilos, que estão implicadas nas origens da vida aqui na Terra. Foram observadas ao longo do projeto, e em detalhes sem precedentes, moléculas orgânicas simples como HCN, C2H e H2CO, graças à sensibilidade e poder de resolução dos receptores de Banda 3 e Banda 6 do ALMA.
Em particular, foi possível observar a quantidade de pequenas moléculas orgânicas nas regiões internas dos discos, onde provavelmente estão sendo formados planetas rochosos. Os cientistas também observaram moléculas orgânicas mais complexas como HC3N, CH3CN e c-C3H2, especialmente aquelas que contêm carbono e, portanto, têm maior probabilidade de atuar como matéria-prima de moléculas pré-bióticas maiores. Embora estas moléculas já tenham sido detectadas antes em discos protoplanetários, o MAPS é o primeiro estudo sistemático em vários discos e a alta resolução espacial e sensibilidade, e o primeiro estudo a encontrar as moléculas em escalas pequenas e quantidades tão significativas. Existe também uma semelhança química aos cometas do Sistema Solar.
No entanto, as moléculas não estão distribuídas uniformemente pelos discos protoplanetários, como evidenciado no MAPS III e IV, que revelaram que, embora as composições gerais pareçam ser semelhantes à do Sistema Solar, a ampliação em alta resolução revela alguma diversidade na composição que poderia resultar em diferenças de planeta para planeta.
O gás molecular nos discos protoplanetários é muitas vezes encontrado em conjuntos de anéis e lacunas distintas. Mas o mesmo disco, observado em diferentes linhas de emissão molecular, parece completamente diferente, com cada disco tendo múltiplas faces moleculares. Isto significa que alguns planetas se formam com as ferramentas necessárias para construir e suportar vida, enquanto outros planetas vizinhos não. Um destes ambientes radicalmente diferentes ocorre no espaço em torno de planetas semelhantes a Júpiter, onde os cientistas descobriram que o gás é pobre em carbono, oxigênio e elementos mais pesados, embora seja rico em hidrocarbonetos, como o metano.
esta descoberta sugere que muitos gigantes gasosos podem formar-se com atmosferas extremamente pobres em oxigênio, mas ricas em carbono, desafiando as expetativas atuais das composições planetárias.
Os resultados do programa aparecerão numa edição especial de 20 artigos científicos da revista The Astrophysical Journal Supplement Series.
Fonte: National Radio Astronomy Observatory
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