Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrônomos detectaram vapor de água no disco de formação planetária situado em torno da estrela V883 Orionis.
© ESO / ALMA (disco de formação planetária ao redor da estrela V883 Orionis)
Estas imagens do ALMA do disco que circunda a estrela V883 Orionis mostram a distribuição espacial da água (à esquerda, em laranja), da poeira (no meio, em verde) e do monóxido de carbono (à direita, em azul). Uma vez que a água congela a temperaturas mais elevadas do que o monóxido de carbono, apenas pode ser detectada sob a sua forma gasosa mais perto da estrela. O buraco aparente nas imagens da água e do monóxido de carbono deve-se à emissão brilhante da poeira, que atenua a emissão do gás.
Esta água apresenta uma assinatura química que explica o percurso da água, desde as nuvens de gás onde se formam as estrelas até aos planetas, e apoia a ideia de que a água existente na Terra é ainda mais antiga do que o nosso Sol.
Esta descoberta foi feita ao estudar a composição da água em V883 Orionis, um disco de formação planetária situado a cerca de 1.300 anos-luz de distância da Terra. Quando uma nuvem de gás e poeira colapsa para formar uma estrela no seu centro, forma-se igualmente um disco de material da nuvem em torno da estrela. Ao longo de vários milhões de anos, a matéria deste disco aglomera-se para formar cometas, asteroides e, eventualmente, planetas.
Os astrônomos mediram as assinaturas químicas da água e o seu percurso desde a nuvem de formação estelar até aos planetas. A água é normalmente constituída por um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio. Os pesquisadores estudaram uma versão ligeiramente mais pesada da água onde um dos átomos de hidrogênio é substituído por um de deutério, um isótopo pesado do hidrogênio.
Uma vez que a água simples e a água pesada se formam sob condições diferentes, o seu quociente pode ser usado para traçar quando e onde é que esta água se formou. Por exemplo, este quociente em alguns cometas do Sistema Solar mostrou ser semelhante ao da água na Terra, sugerindo que os cometas poderão ter trazido água para o nosso planeta. A viagem da água desde as nuvens até às estrelas jovens e posteriormente dos cometas aos planetas já foi observada anteriormente, mas até agora faltava o elo entre as jovens estrelas e os cometas.
A composição da água no disco é muito semelhante à dos cometas no nosso Sistema Solar, o que confirma a ideia de que a água nos sistemas planetários se formou há bilhões de anos atrás, antes do Sol, no espaço interestelar e foi herdada tanto pelos cometas como pela Terra, relativamente inalterada.
Contudo, observar a água revelou-se bastante complicado. A maioria da água existente nos discos de formação planetária encontra-se sob a forma de gelo e, consequentemente, normalmente escondida. O vapor de água pode ser detectado graças à radiação emitida pelas moléculas ao girar e vibrar, mas isso é mais complicado quando a água se encontra congelada, porque o movimento das moléculas é mais restrito. A água sob a forma de gás pode ser encontrada em direção ao centro dos discos, perto da estrela, onde a temperatura é mais elevada. No entanto, estas regiões mais internas encontram-se escondidas no disco propriamente dito, sendo também muito pequenas para poderem ser observadas por telescópios.
Entretanto, o disco de V883 Orionis mostrou ser quente. Uma enorme quantidade de energia emitida pela estrela aquece o disco até uma temperatura em que a água já não se encontra sob a forma de gelo mas sim gás, o que nos permite detectá-la. A partir destas observações, descobriu-se que este disco contém, pelo menos, 1.200 vezes a quantidade de água que existe em todos os oceanos da Terra.
No futuro, a equipa espera usar o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO e o seu instrumento de primeira geração, o METIS, que trabalhará no infravermelho médio, para resolver o vapor de água neste tipo de discos, fortalecendo assim o elo do percurso da água desde as nuvens de formação estelar até aos sistemas solares.
Este trabalho foi descrito num artigo intitulado “Deuterium-enriched water ties planet-forming disks to comets and protostars” publicado na revista Nature.
Fonte: ESO
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